JP4805504B2 - recoding media - Google Patents

Abstract

The present invention provides a coating composition comprising alumina particles and a binder, wherein the alumina particles are aggregates of primary particles and the solids content of the alumina in the composition is at least about 10 wt. %. The present invention also provides a method of preparing a coating composition, the method comprising: providing a colloidally stable dispersion comprising water and alumina particles, wherein the alumina particles are aggregates of primary particles and the solids content of the alumina particles in the dispersion is greater than about 20 wt. %; adding a binder to and, optionally, diluting the colloidally stable dispersion, until a desired pigment to binder ratio and overall solids content are obtained; and optionally adjusting the pH with a suitable acid or base.

Description

【０００１】
発明の技術分野
本発明は被覆にアルミナ粒子を含有する記録媒体、そのような粒子を含む組成物、およびその製造方法に関する。
【０００２】
発明の背景
表面被覆は印刷特性を改良するために記録媒体に使用されることがある。たとえば、被覆は、媒体の外観、インク吸収、および／または耐イメージにじみ性（image smear resistance）を改良しうる。
【０００３】
表面被覆は、２つの一般的なカテゴリー、すなわち光沢被覆および非光沢(つや消し（matte）もしくはくもった（dull）被覆に分類されうる。光沢被覆は、非常になめらかであるので非常に望ましく、そして記録されたイメージに優れた感じを写真様の品質を付与しうる。しかし、優れたなめらかさと光沢に加えて、媒体に優れた印刷特性（たとえば、良好なインク吸収、良好な染料定着能力、良好な水堅ろう度、および／または良好な耐イメージにじみ性）を付与する光沢媒体を提供する挑戦が残っている。
【０００４】
光沢および染料固定化（immobilization）（すなわち、染料定着）は、被覆に異なった種類の重合体樹脂を配合することにより達成されうることがある。たとえば、ゼラチン、ポリビニルアルコール、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、および／またはポリカーポネート樹脂は光沢させを生じさせるのに使用されうるが、カチオンポリマー（たとえばポリビニルピロリドン）は、アニオン染料の表面固定化を促進するのに使用されうる。しかし、樹脂被覆された記録媒体に付着されたインクは比較的ゆっくりと乾燥し、にじみ、そしてはがれ落ちる、望ましくない傾向を有することが多い。ある処理をされたカオリン粘土もしくは処理された炭酸カルシウムのようないくつかの顔料は染料を固定化するが、全体的な吸収性および吸収速度が傷つけられることが多い。
【０００５】
シリカもしくはアルミナのような金属酸化物顔料を用いることは、それらは良好な吸収性を有し、しかも優れた被覆を生じさせうる点で有利でありうる。アルミナは、その粒子が自然にカチオン表面（すなわち正のゼータ電位）を有する点で特に有利である。非常に大部分のインク染料は事実上アニオンであるので、アルミナのカチオン表面はそれから得られる被覆に優れた染料固定化特性を付与する。さらに、アルミナは、優れた光沢、なめらかさおよび輝度（brightness）に加えて、良好なインク吸収、良好な水堅ろう度および良好な耐イメージにじみ性も被覆に付与する。
【０００６】
利点にもかかわらず、アルミナの使用は、アルミナが加工処理するのが非常に困難である点で、記録媒体被覆産業においては重要な挑戦を提出する。通常は無定形であるシリカと異なり、アルミナは結晶性であり、種々の結晶相、たとえばアルファ、または遷移相、たとえばガンマ、デルタ、およびシータ相で存在しうる。加えて、長い乾燥時間が低固形分アルミナ分散体を用いる記録媒体被覆において要求されるのが通常であり、被覆プロセス全体を高価に、そして非効率にする。さらに、いくつかの形態のアルミナは比較的高いバインダー比（バインダーに対する顔料の比約３：１）を要求する。アルミナの高いバインダー要求は被覆において達成されうる(バインダーに対する)アルミナ粒子の比を制限し、そうでなければアルミナ粒子により被覆に与えられうる、望ましい特性（たとえば、乾燥時間、染料固定化、水堅ろう度、イメージ品質等）を犠牲にする。そのように、記録媒体の全体的品質は制限されうる。
【０００７】
アルミナの不十分なコロイド安定性も記録媒体を用いるのに使用される被覆用組成物において得られうる固形分を著しく制限し、それによりコーターの生産性に上限を置く。なぜなら乾燥器の要求は基体上の被覆を適切に乾燥するために過度でありうるからである。商業的な設定において、このような被覆組成物は初期アルミナ分散体から製造される。その初期分散体（initial dispersions）は別々の設備で製造され、最終需要者に出荷されることが多い。通常、最終需要者は被覆用組成物にその初期分散体を入れ、その製造後すぐに基体に付着されるのが通常である。
【０００８】
比較的高いアルミナ固形分を有する分散体はゲル化もしくは分離する（すなわち固形分は分散体から沈降する）傾向が比較的大きいので、低固形分の初期分散体が使用される。このように、記録媒体の全体的品質は低アルミナ固形分により制限される（たとえば、気孔率、染料固形化、イメージ品質等）。
【０００９】
したがって、望ましくは低バインダーを要求し、高気孔率を有するアルミナ粒子を含む改良された記録媒体、ならびにアルミナにもとづく被覆用組成物、およびこのような組成物および記録媒体の製造方法、に対する要求はなお残って入る。本発明はこのような記録媒体、被覆用組成物、およびそれらを製造する方法を提供する。本発明のこれら、および他の利点、ならびに発明の付加的な特徴は、ここに述べられる本発明の説明から明らかであろう。
【００１０】
発明の簡単な要約
本発明は光沢のある被覆をその上に有する基体を含む記録媒体を提供し、その光沢ある被覆はバインダー、および、１次粒子の凝集体であるアルミナ粒子を含有する。本発明の記録媒体の被覆は１次粒子の凝集体であるアルミナ粒子を含み、熱分解（pyrogenic）すなわちフュームド（fumed）アルミナが好適である。
【００１１】
さらに本発明はアルミナ粒子およびバインダーを含む被覆用組成物であり、そのアルミナ粒子は１次粒子の凝集体であり、そして組成物におけるアルミナの固形分が少なくとも約２０wt％である組成物を提供する。
【００１２】
さらに本発明は被覆用組成物を製造する方法を提供する。被覆用組成物を製造する本発明の方法は、水およびアルミナ粒子を含むコロイド状で安定な分散体を用意すること、ここでアルミナ粒子は１次粒子の凝集体であり、そして分散体におけるアルミナ粒子の固形分は約３０wt％より大きい；所望の、バインダーに対する顔料の比と全固形分が得られるまで、コロイド状に安定な分散体にバインダーを添加し、そして任意に希釈すること；ならびに任意には、適切な酸もしくは塩基でｐＨを調節すること、を含む。
【００１３】
さらに本発明は記録媒体を製造する方法を提供する。記録媒体を製造する本発明方法は、記録用媒体を製造する方法は、基体を用意すること；本発明の被覆用組成物で基体を被覆し、被覆された基体を製造すること；任意には被覆された基体をカレンダー仕上げすること；ならびに被覆された基体を乾燥すること、を含む。
【００１４】
本発明の被覆用組成物は基体に付着されるときに急速に乾燥して非粘着の光沢のある被覆を形成する。
【００１５】
好適な態様の説明
本発明は光沢のある被覆をその上に有する基体からなる記録媒体を提供し光沢のある基体はアルミナ粒子およびバインダーを含み、アルミナ粒子は１次粒子の凝集体である記録媒体。
【００１６】
本発明の記録媒体は、基体を含み、それは透明もしくは不透明のいずれでもよく、そして適切ないかなる材料でつくられてもよい。そのような材料の例は、重合体樹脂（たとえば、ポリ（エチレンテレフタレート））、ジアセテート樹脂、トリアセテート樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネ−ト樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、セロファンおよびセルロイドのフィルムもしくはシート、ガラスシート、金属シート、プラスチックシート、紙（たとえばセルロース紙、合成紙）、被覆紙（たとえば、樹脂被覆紙）、顔料含有不透明フィルム、および発泡フィルム、を含むが、これらに限定されない。ポリエスシートおよびセルロース紙が好適であり、ポリ（エチレンテレフタレート）シートが好適なポリエステルである。
【００１７】
本発明の記録媒体に用いられる基体はその上に光沢のある被覆を有し、適切ないかなる厚さでもありうる。特に、被覆は好ましくは厚さ約１μｍ〜約５０μｍ、もっと好ましくは厚さ約５μｍ〜約４０μｍ、そして最も好ましくは厚さ約１０μｍ〜約３０μｍである。本発明の記録媒体は優れた光沢を与え、そして良好なインク吸収、染料固定化、高速度の液体吸収、そして全体的な液体吸収能力も有する。さらに本発明の記録媒体は、特にインクジェット用途に用いられるときに、優れたイメージ品質を与える。
【００１８】
本発明のある態様において、本発明の記録媒体は１つより多い、同一もしくは異なる被覆層を有する基体を含む。しかし、被服層の少なくとも１つはここで述べる性質を有するアルミナ粒子を含む。たとえば、本発明の記録媒体は１つ以上のインク感受性層（たとえばアニオンシリカを含む）および／または１つ以上の樹脂層（たとえば：光沢のある積層表面層）で被覆された基体を含みうる。本発明の記録媒体がこのような付加的な被服層を含むときでさえ、ここで述べられるアルミナ粒子を含む上述の光沢のある被覆は非常に大部分の印刷用途について十分なインク吸収、染料固定化、および光沢を与えることが見出された。
【００１９】
本発明の記録媒体の被覆は1次粒子の凝集体であるアルミナ粒子を含み、熱分解すなわちフュームドアルミナが好適である。熱分解アルミナの粒子は比較的小さい１次粒子の凝集体である。1次粒子は多孔質ではないが、凝集体は有意のボイド量を含み、急速な液体吸収ができる。これらのボイド含有凝集体は、凝集体が被覆の粒子内ボイド量を最小とする蜜充填であるときでさえ、有意な液体吸収能力を被覆に保持させうる。
【００２０】
被覆を構成するアルミナ粒子の大きさは被覆の光沢性に影響する。本発明に使用されるアルミナ粒子が融合した（すなわち凝集した）１次粒子の凝集体を含むとき、径の値は凝集体径をいう。粒径はいかなる適切な方法、たとえば光散乱法（たとえば、ニューヨーク州、ＨｏｌｔｓｖｉｌｌｅのＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手しうる、Ｂｒｏｏｋｈａｖｅｎ ９０Ｐｌｕｓ Ｐａｒｔｉｃｌe Ｓｃａｎｎｅｒを用いて）により測定されうる。
【００２１】
光沢性を最大にするために、アルミナ粒子（すなわち凝集体）の平均径は約１μｍより小さいことが好ましい。もっと好ましくは、アルミナ粒子の平均径は約５００ｎｍより小さく、なおもっと好ましくはアルミナ粒子の平均径は約４００ｎｍより小さく、最も好ましくはアルミナ粒子の平均径は３００ｎｍより小さい。
【００２２】
アルミナ粒子の少なくとも約８０％（たとえば約９０％）もしくは実質的にすべてが上述の平均径より小さい径を有するのが非常に好適である。すなわち、好適には、粒子の少なくとも約８０％（たとえば、少なくとも約９０％）もしくは実質的にすべてが約１μｍより小さい径を有し、もっと非常に好適には粒子の少なくとも約８０％（たとえば少なくとも約９０％）もしくは実質的にすべてが約５００ｎｍより小さい径を有し、なおもっと非常に好適には、粒子の少なくとも約８０％（たとえば、少なくとも約９０％）もしくはすべてが４００ｎｍより小さい径を有し、そして最も好適には粒子の少なくとも約８０％（たとえば、少なくとも約９０％）もしくはすべてが約３００ｎｍより小さい径を有する。
【００２３】
ある好適な態様において、アルミナ粒子の平均径は少なくとも約４０ｎｍである。（たとえば粒子は約４０ｎｍ〜約３００ｎｍ、もっと好ましくは約１００ｎｍ〜約２００ｎｍ、なおもっと好ましくは約１２０ｎｍ〜約１９０ｎｍ、そして最も好ましくは約１４０ｎｍ〜約１８０ｎｍ（たとえば約１５０ｎｍ〜約１７０ｎｍ）の平均粒径を有する。）。これらのある態様において、アルミナ粒子の少なくとも約８０％（たとえば、少なくとも９０％）もしくは実質的にすべては少なくとも約１００ｎｍの径を有する（たとえば約１００ｎｍ〜約２００ｎｍ、もっと好ましくは約１２０ｎｍ〜約１９０ｎｍ、そして最も好ましくは約１４０ｎｍ〜約１８０ｎｍ（たとえば、約１５０〜１７０ｎｍ））。
【００２４】
本発明のもう１つの態様において、好ましくはアルミナ粒子は約３００ｎｍより小さい、もっと好ましくは２００ｎｍより小さい、なおもっと好ましくは約１９０ｎｍより小さい、そして最も好ましくは約１８０ｎｍより小さい、平均粒径を有する。ある態様において、アルミナ粒子の少なくとも約８０％（たとえば、少なくとも約９０％）もしくは実質的にすべてが、約３００ｎｍより小さい、もっと好ましくは約２００ｎｍより小さい、なおもっと好ましくは約１９０ｎｍより小さい、そして最も好ましくは約１８０ｎｍより小さい径を有する。
【００２５】
被覆は、比較的幅広い範囲、もしくは比較的狭い範囲のような、適切な範囲の各粒径を有するアルミナ粒子を含有しうる。粒子は単分散されていてもよい。単分散は各粒子が実質的に同一の径を有することを意味する。たとえば、実質的にすべて単分散された１５０ｎｍ粒子は約１４０ｎｍ〜約１６０ｎｍの範囲の径を有する。
【００２６】
これらのアルミナ凝集体を構成する１次粒子に関して、比較的高い速度の、そして能力の液体吸収を有する、光沢ある被覆が望まれるような本発明の態様において、１次粒子は約１００ｎｍより小さい（たとえば約１ｎｍ〜約１００ｎｍ）平均径を有するのが好ましい。もっと好ましくは１次粒子は約８０ｎｍより小さい（たとえば、約１ｎｍ〜約８０ｎｍ）、なおもっと好ましくは約５０ｎｍより小さい（たとえば約１ｎｍ〜約５０ｎｍ）、そして最も好ましくは約４０ｎｍより小さい（たとえば約５ｎｍ〜約４０ｎｍ）の平均粒径を有する。
【００２７】
これらのある態様において、１次粒子の少なくとも８０％（たとえば、少なくとも９０％）もしくは実質的にすべてが上述の平均径値よりも小さい径を有するのが好ましい。すなわち、好適には１次粒子の少なくとも８０％（たとえば少なくとも９０％）もしくは実質的にすべてが約１００ｎｍより小さい（たとえば約１ｎｍ〜約１００ｎｍ）径を有し、もっと好適には、１次粒子の少なくとも約８０％（たとえば少なくとも約９０％）もしくは実質的にすべてがやく８０ｎｍより小さい（たとえば約１ｎｍ〜約８０ｎｍ）径を有し、なおもっと好ましくは１次粒子の少なくとも８０％（たとえば少なくとも９０％）もしくは実質的にすべてが約５０ｎｍより小さい（たとえば約１ｎｍ〜約５０ｎｍ）径を有し、そして最も好ましくは１次粒子の少なくとも約８０％（たとえば、少なくとも約９０％）もしくは実質的にすべてが約４０ｎｍより小さい（たとえば５ｎｍ〜４０ｎｍ）径を有する。
【００２８】
本発明の記録媒体のアルミナ粒子の表面積は、凝集体の平均径よりも１次粒子の平均径の関数であるのが大部分であることが認識される。本発明の記録媒体のアルミナ粒子はいかなる適切な表面積も有しうる。本発明の記録媒体のアルミナ粒子は約４００ｍ² ／ｇまでの表面積を有しうるが、本発明の記録媒体のアルミナ粒子の表面積は好適には約２００ｍ² ／ｇより小さい、もっと好適には約１５０ｍ² ／ｇより小さい。特に好適な態様において、本発明の記録媒体のアルミナ粒子は約４００ｍ² ／ｇより小さい（たとえば、約１５〜３００ｍ² ／ｇ、もっと好ましくは約２０〜２００ｍ² ／ｇ、さらに好ましくは約３０〜８０ｍ² ／ｇ、そして最も好ましくは約４０〜６０ｍ² ／ｇ）表面積を有する。
【００２９】
本発明の記録媒体の光沢性はいかなる適切な方法を用いても測定されうる。たとえば、本発明の光沢性は、光沢光度計（ｇｌｏｓｓ ｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）、たとえばＮｉｈｏｎ Ｄｅｎｓｈｏｋｕ Ｋｏｇｙｏｓｈａ製ＶＧＳ−１００１，Ｈｕｎｔｅｒ ７５°光度計、Ｔｅｃｈｎｉｄｙｎｅ光度計（たとえばＭｏｄｅｌ Ｔ４８０Ａ）等を用いて、たとえばＪＩＳ Ｐ ８１４２、または対応するＵＳ規格により、７５°鏡面光沢（ｓｐｅｃｕｌａｒ ｇｌｏｓｓ）について測定されうる。他の適切な試験方法も光沢性の測定に使用され得、たとえばＡＳＴＭ，ＴＡＰＰＩ等である。ＴＡＰＰＩが使用されるとき、ＴＡＰＰＩ Ｔ４８０が好適である。ＡＳＴＭが使用されるとき、ＡＳＴＭ Ｄ１２２３が好適である。
【００３０】
本発明の記録媒体は少くとも約１５％の７５°鏡面光沢を有するのが好適である。もっと好適には、本発明の記録媒体は少くとも約２５％、さらにもっと好適には少くとも約３５％、なおもっと好適には少くとも４５％の光沢を有する。いくつかの場合には、光沢は少くとも約５５％、そしてさらに少くとも約６５％である。
【００３１】
望ましくは、本発明の記録媒体はもっと光沢のある被覆を与えるためにカレンダー仕上げされる。好適には少くとも約１５％、もっと好適には少くとも約２５％、さらにもっと好適には少くとも約３５％、そしてなおもっと好適には少くとも約４５％の７５°鏡面光沢を有する。好適な態様において、本発明の記録媒体は、カレンダー仕上げされるとき、少くとも約５０％の７５°鏡面光沢を有する。いくつかの場合において、基体、被覆用組成物、被覆用組成物の性質、および基体へ被覆を付着する方法に依存して、本発明の記録媒体は、カレンダー仕上げされるとき、少くとも約５５％、そして少くとも約６５％もの光沢性を有しうる。
【００３２】
本発明の記録媒体の被覆は良好な染料固定化特性および水堅ろう度を有する。インクジェット用インクに使用されるもののような有機染料は、イオン化しうる官能基（たとえば、ＳＯ₃ Ｈ，ＣＯＯＨ，ＰＯ₃ Ｈ₂ 等）を含有することが多く、染料の水溶性を増加させる。それらの官能基が水中でイオン化するとき（たとえばＳＯ₃ ^-，ＣＯＯ^- ，ＰＯ₃ ^2- 等に）、染料は負に帯電される。本発明の記録媒体の光沢ある被覆に用いられるアルミナはカチオン表面を有するので、アルミナ粒子は被覆表面で染料分子を固定化（すなわち吸収）し、示す被覆の能力を向上させる。これは、本発明の記録媒体の光沢ある被覆においてアルミナ粒への染料の強い静電引力による。
【００３３】
したがって、インクがアルミナ粒子の細孔により被覆に急速に吸収されても、アニオン染料分子はインクから分離され、そして被覆表面で固定化されうる。このように、本発明の記録媒体の被覆は優れた染料固定化能力を有し、望ましい品質、たとえば優れたイメージ品質および高い光学密度を促進する。
【００３４】
本発明の記録媒体の被覆におけるアルミナ粒子が高い正のゼータ電位を有することは望ましい。本発明の記録媒体のアルミナ粒子上の実効電荷（ｎｅｔ ｃｈａｒｇｅ）は分散体のゼータ電位を測定することにより定性的に決定されうる（たとえば、Ｍａｔｅｃ ＭＢＳ ８０００またはＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｚｅｔａ Ｐｌｕｓ装置を用いる。）。負のゼータ電位は実効負電荷を表わすが、正のゼータ電位は実効正電荷を表わす。ゼータ電位の大きさは電荷の大きさに比例する。
【００３５】
記録媒体の表面への染料付着は、アニオン染料を含有する水性インクジェット用インクが付着された記録媒体の試験試料の光学密度および水堅ろう度を測定することにより定量されうる。たとえば、約９０ｃｍ² の領域にわたって約１２ｇ／ｍ² のインク付着量（ｃｏｖｅｒａｇｅ）を有する試験試料は半分に切断され、次のような態様で試験されうる。インク付着後１分で、半分の１つは１分間脱イオン水に浸され、ついで試料からすべての溶解インクを除去するために水に浸して引き上げるのを繰り返した。乾燥後に、デンシトメーター（たとえば、ＭａｃＢｅｔｈ ５１２デンシトメーター）が各半分の試験試料について数多くの位置（たとえば、１０のランダムな位置で）でイメージ強度を測定し、各半分についての値を平均するのに使用されうる。記録媒体の光学密度は、水に浸されなかった試験試料の半分の平均イメージ密度である。水堅ろう度は、
【００３６】
【数１】

【００３７】
として示され得、
ここで平均Ｉ．Ｉ．は試験試料の各半分の平均イメージ強度である（すなわち、水に浸された半分および水に浸されなかった半分）。このように計算されるとき１より小さい水堅ろう度は、被覆からのインクの損失を示すのが通常である。
【００３８】
あるいは、水堅ろう度は保持された光学密度により評価されうる。たとえば、試験印刷は試料を脱イオン水に５分間、軽く撹拌しながら浸し、試料を乾燥し、そして乾燥された浸漬試料の色密度を、適切なデンシトメータ（たとえば、Ｘ−Ｒｉｔｅ（登録商標）９３８ Ｓｐｅｃｔｒｏｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ）で色密度を測定することにより未浸漬試料（上述のとおり）のそれと比較することにより、評価されうる。
【００３９】
本発明の記録媒体は優れた水堅ろう度を示す。たとえば、本発明の記録媒体は脱イオン水に５分間、軽く撹拌しながら浸漬した後に少くとも約５０％の光学密度を保持するのが通常である。好ましくは、脱イオン水に５分間、軽く撹拌しながら浸漬された後に、本発明の記録媒体は、印刷されたイメージの少くとも約６０％、もっと好ましくは光学密度の少くとも約７０％、なおもっと好ましくは光学密度の少くとも約８０％を保持し、そして最も好ましくは光学密度の少くとも約９０％（たとえば、光学密度の約９５％もしくは１００％さえも）が保持される。
【００４０】
本発明の記録媒体は、良好な液体吸収速度および良好な液体吸収能力を有する。液体吸収速度はいかなる適切な方法、たとえば液体（たとえば蒸留水）の小滴を被覆表面に付着させ、そして時間の経過とともに表面に関して小滴の角度変化を測定（接触角）すること、により測定されうる。好適には、本発明の記録媒体の光沢ある被覆に付着されるとき、蒸留水の接触角は最初の５分間にわたって少くとも約５°低下する。もっと好適には、接触角は最初の５分間に少くとも７°低下する。最も好ましくは、本発明の記録媒体の光沢ある被覆に付着されるとき、蒸留水の接触角は最初の５分間に少くとも約１０°低下する。
【００４１】
本発明の記録媒体の被覆の液体吸収能力は、いかなる適切な方法によっても測定されうる。たとえば、液体吸収能力は、液体、たとえば水、またはポリエチレングリコール（たとえばＰＥＧ ４００）および水の１：１溶液、を本発明の記録媒体の光沢ある被覆の所定領域と１０秒間、２２℃で接触させ、ついで媒体を吸い取り紙と接触させて余分な溶液を取り除き、光沢ある被覆により吸収された溶液の質量を測定し、そしてｇ／ｍ² によりその質量を表示することにより測定されうる。
【００４２】
あるいは、被覆の液体吸収能力は気孔率の関数として測定されうる。気孔率は、いかなる適切な方法によっても、たとえば非多孔質基体（たとえばポリエチレン）に付着された光沢のある被覆への液体（たとえば水銀）の全侵入量を測定することにより、測定されうる。特定の被覆に対する液体の全侵入量（そして、したがって気孔率）は被覆の構造、たとえばバインダーの種類、顔料対バインダーの比、顔料粒径、カレンダー仕上げ等に作用する変動の関数でありうることが認識される。好ましくは、気孔率は水銀の全侵入量を測定することにより決定される。これについては、本発明の記録媒体の光沢ある被覆は、基体が非多孔質であるときに、好ましくは少くとも約０．３ｍＬ／ｇ、もっと好ましくは少くとも約０．５ｍＬ／ｇ、なおもっと好ましくは少くとも約０．８ｍＬ／ｇ、最も好ましくは約１ｍＬ／ｇ以上の全水銀侵入量を有する。
【００４３】
本発明の記録媒体の特性は、非常に大部分の印刷用途に使用されるときに高いイメージ品質を促進する。いかなる適切な印刷方法も本発明の記録媒体にイメージを付着させるのに用いられうる。このような印刷法は、グラビア、凸版、コロタイプ版、平版（たとえば、オフセット平版）、インクジェット、および手で保持される道具（たとえばペン）を用いる印刷、を含むが、これらに限定されず、インクジェット印刷が好適である。
【００４４】
いかなる適切なバインダーも本発明の記録媒体の被覆に使用されうる。好適なバインダーは、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、酸化デンプン、エーテル化デンプン、セルロース誘導体（たとえば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース等）、カゼイン、ゼラチン、大豆タンパク、シリル修飾ポリビニルアルコール、共役ジエンコポリマーラテックス（たとえば、無水マレイン酸樹脂、スチレン−ブタジエンコポリマー、メチルメタクリレート−ブタジエンコポリマー等）、アクリルポリマーラテックス（たとえば、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのポリマーおよびコポリマー、アクリル酸およびメタクリル酸のポリマーおよびコポリマー等）、ビニルポリマーラテックス（たとえばエチレン−酢酸ビニルコポリマー）、上述の種々のポリマーを官能基（たとえば、カルボキシル基）を含むモノマーで修飾することにより得られる官能基修飾ポリマーラテックス、熱可塑性樹脂（たとえば、メラミン樹脂、尿素樹脂等）のような水性バインダー、ポリメチルメタクリレートのような合成樹脂バインダー、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂（たとえば不飽和ポリエステル樹脂）、アミド樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルブチラール、ならびにアルキド樹脂、を含み、これらに限定されないが、ポリビニルアルコールが最も好適である。
【００４５】
本発明の記録媒体の被覆におけるアルミナ粒子は低バインダーを要求する。このように、バインダーに対する比較的高い顔料が本発明の記録媒体の被覆において用いられうる。バインダーに対する高顔料比は、単位容量あたりの比較的多いアルミナ粒子が本発明の記録媒体の被覆において存在し得、その特性（たとえば、光沢および気孔率）を改良する点で有利である。好ましくは、本発明の記録媒体の被覆のバインダーに対する顔料比は少くとも質量で約２：１である。もっと好ましくは、本発明の記録媒体の被覆のバインダーに対する顔料比は少くとも質量で約５：１、なおもっと好ましくは少くとも質量で約７：１、そして最も好ましくは少くとも質量で約８：１である。いくつかの態様において、本発明の記録媒体の被覆のバインダーに対する顔料比は少くとも質量で約９：１ある（たとえば、少くとも質量で約１０：１）。
【００４６】
バインダー（すなわち、乾燥バインダー）の合計量はいかなる適切な量であってもよいが、好ましくは組成物（すなわち、乾燥バインダーおよび結合された粒子）の約１ｗｔ％〜約５０ｗｔ％である。もっと好ましくは、バインダーの合計量は組成物の約１ｗｔ％〜約４０ｗｔ％、なお好ましくは約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％、さらに好ましくは約３ｗｔ％〜約２５ｗｔ％、さらになお好ましくは約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％、そして最も好ましくは約５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％（たとえば、約９ｗｔ％）である。
【００４７】
ＰＶＯＨがバインダーとして使用されるとき、ＰＶＯＨの合計量は、組成物の約１ｗｔ％〜約５０ｗｔ％、もっと好ましくは約１ｗｔ％〜約４０ｗｔ％、なお好ましくは約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％、さらに好ましくは約３ｗｔ％〜約２５ｗｔ％、さらになお好ましくは約５ｗｔ％〜約１５ｗｔ％、そして最も好ましくは約５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％（たとえば、約９ｗｔ％）である。
【００４８】
本発明のある態様において、本発明の記録媒体の光沢ある被覆はアルミナ粒子に加えて、炭酸カルシウム、粘土、ケイ酸アルミニウム、尿素−ホルムアルデヒド充填剤等のような１つ以上の顔料を含む。他の適切な顔料はシリカ（たとえば、コロイダルシリカ、沈降シリカ、シリカゲル、熱分解シリカ、またはそれらのカチオン修飾した類縁体）、アルミナ（たとえば、アルミナゾル、コロイダルアルミナ、カチオン酸化アルミニウム、もしくはそれらの水和物、擬似ベーマイト、ベーマイト、Ａｌ（ＯＨ）₃ 等）、ケイ酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化チタン、二酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、サテン白、ケイソウ土、ケイ酸カルシウム、水酸化アルミニウム、リトポン、ゼオライト、水和ハロイサイト、水酸化マグネシウム、ポリオレフィン類（たとえば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等）、プラスチックス（たとえば、アクリル）、尿素樹脂、およびメラミン樹脂、を含む。
【００４９】
本発明の記録媒体の光沢ある被覆は、界面活性剤（たとえばカチオン界面活性剤、長鎖アルキルベンゼンスルホネート塩、長鎖、好ましくは分枝鎖、アルキルスルホサクシネートエステルのようなアニオン界面活性剤、長鎖、好ましくは分枝鎖アルキル基含有フェノールのポリアルキレンオキシドエーテル、および長鎖アルキルアルコールのポリアルキレンオキシドエーテル、のようなノニオン界面活性剤）、シランカップリング剤（たとえば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等）、硬化剤（たとえば活性ハロゲン化合物、ビニルスルホン化合物、アジリジン化合物、エポキシ化合物、アクリロイル化合物、イソシアナート化合物等）、顔料分散剤、増粘剤（たとえば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ））、流動性向上剤、消泡剤（たとえば、オクチルアルコール、シリコーンにもとづく消泡剤等）、泡止め剤、解除剤（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、増白剤（たとえば、蛍光増白剤）、防腐剤（たとえば、Ｐ−ヒドロキシベンゾエートエステル化合物、ベンズイソチアゾロン化合物、イソチアゾロン化合物等）、抗かび剤、黄化防止剤（たとえば、ヒドロキシメタンスルホン酸ナトリウム、Ｐ−トルエンスルフィン酸ナトリウム等）、紫外線吸収剤（たとえば、２位にヒドロキシ−ジアルキルフェニル基を有するベンゾトリアゾール化合物）、抗酸化剤（たとえば、立体障害フェノール化合物）、帯電防止剤、ｐＨ調節剤（たとえば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸、塩酸、リン酸、クエン酸等）、耐水剤、湿潤強化剤、および乾燥強化剤、を含みうる。
【００５０】
さらに、本発明はアルミナ粒子およびバインダーを含む被覆用組成物を提供し、アルミナ粒子は１次粒子の凝集体であり、そして被覆用組成物におけるアルミナ固形分は約１０ｗｔ％より大きい。
【００５１】
いかなる適切なアルミナ粒子も本発明の被覆用組成物に使用されうる。適切なアルミナ粒子は本発明の記録媒体の被覆に関してここで記載されたアルミナ粒子を含む。本発明の被覆用組成物に使用されるアルミナ粒子はいかなる適切な径および表面積を有していてもよい。粒子の適切な粒径および表面積は本発明の記録媒体の被覆に関してここで記載された粒径および表面積を含む。
【００５２】
いかなる適切なバインダーも本発明の被覆用組成物に使用され得、本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載されたものを含む。同様に、バインダーに対するいかなる適切な顔料比も、本発明の被覆用組成物に使用され得る。好ましくはバインダーに対する顔料の比は質量で少くとも２：１である。もっと好ましくは、本発明の被覆用組成物のバインダーに対する顔料の比は質量で少くとも約５：１、なお好ましくは質量で少くとも約７：１、そして最も好ましくは質量で少くとも約８：１である。いくつかの態様において、本発明の被覆用組成物のバインダーに対する顔料の比は質量で少くとも約９：１（たとえば、質量で少くとも約１０：１）である。
【００５３】
本発明の被覆用組成物は適切なキャリアを含有するのが通常である。キャリアはいかなる適切な流体もしくは流体（たとえば、溶媒）の組合わせであってもよく、第１および第２の群の粒子、ならびに他の添加剤（たとえば、１つ以上のバインダー）が混合され、基体に付着される。好適なキャリアは付着後の被覆の乾燥を加速するために比較的高い蒸気圧を有し、そして好適な例は有機溶媒（たとえば、メタノール）および水を含むが、これらに限定されず、水が最も好適である。
【００５４】
ある態様において、本発明の被覆用組成物はアルミナに加えて１つ以上の顔料を含み、本発明の記録媒体の被覆に関してここで記載されたものを含む。さらに、本発明の被覆用組成物は１つ以上の他の添加剤、たとえば、界面活性剤、シランカップリング剤、硬化剤、顔料分散剤、増粘剤、流動性向上剤、消泡剤、泡止め剤、解除剤、発泡剤、浸透剤、着色染料、着色顔料、増白剤、抗かび剤、黄化防止剤、紫外線吸収剤、抗酸化剤、耐水剤、湿潤強化剤、および乾燥強化剤を含み得、本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載されたものを含む。
【００５５】
さらに本発明は被覆用組成物の製造方法を提供する。その方法は：
水およびアルミナ粒子を含むコロイド状で安定な分散体を用意すること、ここでアルミナ粒子は１次粒子の凝集体であり、そして分散体におけるアルミナ粒子の固形分は約２０ｗｔ％より大きい；
所望の、バインダーに対する顔料の比と全固形分が得られるまで、コロイド状に安定な分散体にバインダーを添加し、そして任意に希釈すること；ならびに
任意には、適切な酸もしくは塩基でｐＨを調節すること、を含む。
【００５６】
いかなる適切なアルミナ粒子も被覆用組成物を製造する本発明方法において使用されうる。適切なアルミナ粒子は本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載されるアルミナ粒子を含む。被覆用組成物を製造する本発明方法に使用されるアルミナ粒子は、いかなる適切な径および表面積を有しうる。粒子の適切な粒径および表面積は本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載される粒径および表面積を含む。
【００５７】
いかなる適切なバインダーも被覆用組成物を製造する本発明方法に使用され得、本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載されるものを含む。同様に、バインダーに対するいかなる適切な顔料の比も本発明方法により被覆用組成物を製造するのに用いられうる。バインダーに対する好適な顔料の比は本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載されるものを含む。
【００５８】
適切なキャリアは本発明の被覆用組成物を製造する方法に使用されうる。キャリアは分散体に存在し得、または最終的な被覆用組成物を製造するために分散体に添加されうる。適切なキャリアは本発明の記録媒体の記録媒体の被覆に関してここに記載されるものを含むが、水が最も好ましい。
【００５９】
被覆用組成物を製造する本発明方法により、１つ以上の顔料がアルミナ粒子に加えて分散体に添加され得、本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載されるものを含む。１つ以上の他の添加剤も添加され得、本発明の記録媒体の被覆に関してここに記載されるものを含む。
【００６０】
本発明により被覆用組成物を製造するのに用いられるコロイド状に安定な分散体（すなわち、初期分散体）は高い固形分（すなわち、約２０ｗｔ％より大きいアルミナ固形分）を有し、そしてコロイド状で安定である。初期分散体の高アルミナ固形分は、被覆用組成物の比較的高い固形分が達成されうる（たとえば、バインダーおよび他の添加剤を考慮に入れて少くとも約２０ｗｔ％の全固形分）点で非常に有利である。その結果、被覆操作における乾燥時間が著しく減少され、プロセス全体を低コストに、そしてもっと効率的にする。初期分散体はいかなる適切な方法によっても製造されうるが、米国特許第５，５２７，４２３号明細書に記載された方法により製造されるのが好適である。
【００６１】
好ましくは、初期分散体のアルミナ固形分は少くとも約２５ｗｔ％、もっと好ましくは少くとも約３０ｗｔ％、なおもっと好ましくは少くとも約３５ｗｔ％、さらにもっと好ましくは少くとも約４０ｗｔ％、そして最も好ましくは少くとも約５０ｗｔ％である。ある態様において、コロイド状に安定な分散体のアルミナ固形分は約２５〜５０ｗｔ％、もしくは３０〜５０ｗｔ％であるが、もっと好ましくは約３０〜５０ｗｔ％、最も好ましくは約４０〜５０ｗｔ％である。
【００６２】
本発明方法において使用される初期分散体におけるアルミナ粒子はいかなる適切な正のゼータ電位をも有しうる。望ましくは、正のゼータ電位は初期分散体におけるコロイド安定性を促進するのに十分に高い。好ましくは、初期分散体におけるアルミナ粒子のゼータ電位は少くとも約＋２０ｍＶである。もっと好ましくは、初期分散体におけるアルミナ粒子のゼータ電位は少くとも約＋３０ｍＶである。最も好ましくは、初期分散体におけるアルミナ粒子のゼータ電位は少くとも約＋４０ｍＶである。
【００６３】
初期分散体はいかなる適切なｐＨをも有しうる。好ましくは初期分散体のｐＨは約３〜５、そしてもっと好ましくは約３．５〜４．５、しかし最も好ましくは約４〜４．５である。初期分散体は比重の値の範囲を有するが、好ましくは初期分散体の比重は約１〜２ｋｇ／Ｌの範囲にある。
【００６４】
本発明の被覆用組成物を製造するのに使用される初期分散体は優れたレオロジー特性を有し、分散体およびそれから得られる被覆用組成物を大規模な被覆操作に従順にする。たとえば、初期分散体は、たとえばＨｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で測定して、高せん断速度における低粘度を示す。好適にはアルミナ固形分約４０ｗｔ％で、初期分散体は高せん断速度（たとえば、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で測定して）で約２０ｃｐより小さいみかけ粘度を有する。もっと好ましくは、初期分散体（アルミナ固形分約４０ｗｔ％で）はＨｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で測定して約１５ｃｐより小さいみかけ粘度を有する。最も好適には、初期分散体（アルミナ固形分約４０ｗｔ％）はＨｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により、４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で測定して約１０ｃｐより小さいみかけ粘度を有する。
【００６５】
本発明の被覆用組成物を製造するために使用される初期分散体は、たとえば、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＲＶ粘度計、スピンドル＃１で、６０ＲＰＭ、約３０秒後に測定して低いせん断速度で低粘度を示す。好ましくは、初期分散体（アルミナ固形分約４０ｗｔ％で）は低せん断速度（たとえば、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＲＶ粘度計、スピンドル＃１で、６０ＲＰＭ、約３０秒後に測定して）で約１００ｃｐより小さいみかけ粘度を有する。もっと好ましくは、初期分散体（アルミナ固形分約４０ｗｔ％で）は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＲＶ粘度計、スピンドル＃１で、６０ＲＰＭ、約３０秒後に測定して、約８０ｃｐより小さいみかけ粘度を有する。最も好ましくは、初期分散体（アルミナ固形分約４０ｗｔ％で）は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＲＶ粘度計、スピンドル＃１で、６０ＲＰＭ、約３０秒後に測定して、約５０ｃｐより小さいみかけ粘度を有する。
【００６６】
本発明の被覆用組成物を製造するのに用いられる初期分散体は、非常に高いアルミナ固形分（たとえば、アルミナ固形分３０〜５０ｗｔ％）であり得、なお長期間のコロイド安定性（たとえば、１年）を維持する。本発明方法により初期分散体から製造される被覆用組成物は従来のアルミナ被覆用組成物よりも、著しくは低いバインダー要求を有し、そして大きいランナビリティ（ｒｕｎｎａｂｉｌｉｔｙ）を有する。さらに、被覆として基体に付着されるとき、本発明により初期分散体から製造された被覆用組成物は、従来の被覆よりも著しく小さい乾燥時間を要求する。このように製造された記録媒体の被覆は高い気孔率、染料固定化能力、および水堅ろう度を有し、優れたイメージ品質を与える。
【００６７】
さらに本発明は記録媒体の製造法を提供する。記録媒体を製造する本発明方法は：
基体を用意すること；
本発明の被覆用組成物で基体を被覆し、被覆された基体を製造すること；
任意には被覆された基体をカレンダー仕上げすること；ならびに
被覆された基体を乾燥すること、を含む。
【００６８】
上述のように、本発明の被覆用組成物は、速い乾燥時間を与え、急速に乾燥して非粘着性の光沢ある被覆を形成する。被覆用組成物はいかなる適切な方法もしくは方法の組合わせを用いても付着されうる。適切な方法はロールコーティング、ブレードコーティング、エアナイフコーティング、ロッドコーティング、バーコーティング、キャストコーティング、ゲートロールコーティング、ワイアバーコーティング、ショート−ドーエルコーティング、スライドホッパーコーティング、カーテンコーティング、フレキソコーティング、グラビアコーティング、コマ（ｋｏｍｍａ）コーティング、オンもしくはオフ−マシン法のサイズプレスコーティング、およびダイコーティングを含むが、これらに限定されず、そしてロッドコーティングおよびエアナイフコーティングのような速くて、安価な方法が好適である。
【００６９】
被覆された基体はいかなる適切な方法を用いても乾燥されうる。適切な乾燥方法は空気もしくは対流乾燥（たとえば、リニアトンネル乾燥、アーチ乾燥、エアループ乾燥、サインカーブ空気フロート乾燥等）、接触もしくは誘導（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）乾燥、および輻射エネルギー乾燥（たとえば、赤外乾燥およびマイクロ波乾燥）を含むが、これらに限定されない。
【００７０】
本発明の被覆用組成物で製造された光沢ある被覆の多くの物理的特性は、そこに含まれる各群から粒子の相対的量を変動させることにより合理的に最適化されうる。アルミナ粒子以外の材料（たとえば、バインダー、増粘剤等）は本発明の被覆組成物の物理的特性を変え、もしくは最適化するために変動されうる。
【００７１】
記録媒体を製造する本発明方法の主な特徴は、本発明の記録媒体および被覆用組成物に関して前述したとおりである。たとえば、好適な基体、被覆方法、被覆用組成物（たとえば、固形分、バインダー含量、みかけ密度、添加剤等）、アルミナ粒子の性質（すなわち、材料、径、表面積等）、被覆特性（すなわち、厚さ、被覆層の数および構成、光沢性、液体吸収の速度および能力、充填密度、付着性等）は、本発明の記録媒体および被覆用組成物に関してここに前述されたとおりである。
【００７２】
次の例はさらに本発明を例示するが、その範囲を限定するようには解釈されるべきでない。
例１
この例は本発明の被覆用組成物の製造を例示する。フュームドアルミナの初期分散体が米国特許第５，５２７，４２３号明細書にしたがって製造された。フュームドアルミナは約５５ｍ² ／ｇの表面積を有していた。フュームドアルミナは９５％より大きい結晶性を有し、その約７０％はシータ相、約２０％はデルタ相、および約１０％はガンマ相であり、アルファ相の部分は検出限界以下であった。
【００７３】
分散体はアルミナ固形分４０．０ｗｔ％、ｐＨ４〜４．４、および比重１．４ｋｇ／Ｌであった。最終的な分散体の粘度はＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＬＶ粘度計、スピンドル＃１を用いて、６０ＲＰＭで６０秒後に測定されたとき、５０ｃｐより小さかった。最終的な分散体のアルミナ粒子の平均径はＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ ９０Ｐｌｕｓ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｃａｎｎｅｒ（ニューヨーク州ＨｏｌｔｓｖｉｌｌｅのＢｒｏｏｋｈａｖｅｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）で測定して１５４ｎｍであった。最終的な分散体におけるアルミナ粒子の電子顕微鏡写真は図１に示される。
【００７４】
初期分散体は優れたレオロジー特性を有していた。初期分散体のみかけ粘度は、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により、４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で測定して、８．８ｃｐ（センチポイズ）であった。Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により、０〜４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で得られた、初期分散体レオグラムが図２に示される。
【００７５】
分散体における粒子のゼータ電位は＋４０ｍＶであった。分散体はコロイド状で安定であり、４０〜１１０°Ｆ（４〜４３℃）の範囲の貯蔵温度で１年後に粘度もしくはゲル化の認識しうる増加はなかった。
【００７６】
被覆用組成物は、十分なポリビニルアルコールバインダー（ＰＶＯＨ）を初期分散体に添加してバインダーに対する顔料の比７：１、ＨＥＣ（１．５５ｗｔ％）を与え、そして全固形分（バインダーを含む）２４．２８ｗｔ％に希釈することにより製造された。最終的なｐＨは４．２０であった。被覆用組成物は優れたレオロジー特性を有していた。組成物の粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＲＶ粘度計、スピンドル＃５を用いて、１００ＲＰＭで３０秒後に測定されたとき、８８８ｃｐであった。組成物のみかけ粘度は、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で測定されたときに２４．１ｃｐであった。Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計で、０〜４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で得られた、被覆用組成物のレオグラムは図３（曲線Ｂ）に示される。
【００７７】
被覆用組成物は、バインダーに対する顔料の著しく低い比７：１を有する、優れた被覆を形成した。この例で製造された被覆用組成物は、バインダーに対する比３：１を用いるのが通常である従来のアルミナ被覆用組成物よりも著しく低いバインダー要求を有していた。
例２
この例は例１で製造された初期分散体から製造された被覆用組成物を例示する。被覆用組成物が、十分なポリビニルアルコールバインダー（ＰＶＯＨ）を例１で製造された分散体に添加してバインダーに対する顔料の比７：１を与え、そして全固形分（バインダーを含む）２２．２７ｗｔ％に希釈することにより製造された。ｐＨは水酸化アンモニウムで約７．９７に調節された。
【００７８】
被覆用組成物は優れたレオロジー特性を有していた。組成物の粘度は、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ Ｍｏｄｅｌ ＲＶ粘度計、スピンドル＃５を用いて、１００ＲＰＭで３０秒後に測定されたとき、２０７６ｃｐであった。組成物のみかけ粘度は、Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計により４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で測定されたときに１４．０ｃｐであった。Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）高せん断粘度計で、０〜４４００ＲＰＭ，ＦＦ Ｂｏｂ測定形態で得られた、被覆用組成物のレオグラムは図３（曲線Ａ）に示される。
【００７９】
被覆組成物は、バインダーに対する顔料の低い比７：１を有する、優れた被覆を形成した。この例で製造された被覆用組成物は低いバインダー要求を有していた。
例３
この例は本発明の記録媒体の製造を例示する。未被覆紙基体の原紙は、例１の被覆用組成物で被覆された。ただし、その被覆用組成物は、全固形分２６．３ｗｔ％、ＨＥＣは添加されず、被覆用組成物のｐＨは４．４５、そしてバインダーに対する顔料の比は４：１であった。被覆は高速度でＣＬＣ（円筒実験用コーター）ブレードコーティング装置で実施された。ＣＬＣは、商業的な製造の特徴である条件をシミュレートする。高速度でのＣＬＣにおける特定の被覆条件の実施は高速度の商業的製造下で実施することが如何に被覆組成物に期待されるかを示す。被覆はフレキシブルブレードを用いて１分あたり２０００フィート（１分あたり６１０ｍ）の速度で実施され、そして被覆は乾燥された（赤外）。被覆は急速に乾燥した。
【００８０】
各記録媒体（すなわち、被覆基体）に対する平方ｍあたりのｇ（ｇ／ｍ² ）での乾燥被覆質量が測定され、そして乾燥記録媒体（非カレンダー仕上げ）が分析された。光学および表面特性が各記録媒体および未被覆基体について測定された。
【００８１】
試料は片側を、３ニップ（ｎｉｐｓ）、６ｐｌｉ（ｐｏｕｎｄ ｐｅｒ ｌｉｎｅａｒ ｉｎｃｈ）（１．２５ｋｇ／ｌｉｎｅａｒ ｃｍ）で、６０℃でカレンダー仕上げされた。光学、表面および印刷特性がカレンダー仕上げされた試料について測定され、そしてその結果は非カレンダー仕上げに比較された。
【００８２】
未被覆紙基体は次の特性を有していた：基礎質量：７７．５ｇ／ｍ² ；ｐＨ：６．６；灰分：８．３１％；カリパー３．６２／１０００インチ（９１．９μｍ）；輝度（ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）：８２．７％；光沢：６．４％；なめらかさ：３．９３μｍ；Ｈｅｒｃｕｌｅｓ（登録商標）サイジング試験：１０９秒；およびＰＰＳ気孔率：２．７７ｍＬ／分。この例により基体を被覆することにより得られる記録媒体は優れた輝度、および気孔率を有する。被覆は優れた外観および優れた感じを有し、亀裂を生せず、またはもろさを示さなかった。さらに、記録媒体は優れた印刷イメージを形成した。
【００８３】
輝度はＴｅｃｈｎｉｄｙｎｅ（登録商標）Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｍｅｔｅｒ ＴＡＰＰＩ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ Ｔ ４５２ ＯＭ−９２を用いて測定された。光沢はＴＡＰＰＩ標準法Ｔ ４８００Ｍ−９２によりＨｕｎｔｅｒ ７５°光沢計を用いて測定された。シートの表面なめらかさおよび気孔率はＰａｒｋｅｒ Ｐｒｉｎｔ Ｓｕｒｆ（ＰＰＳ）テスター（ＴＡＰＰＩ Ｔ５５５ ＰＭ−９４）を用いて測定された。紙の液体吸収速度はＦｉｒｓｔ １０ Ａｎｇｓｔｒｏｍ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｎｇｌｅ測定装置を用いて測定された。
【００８４】
記録媒体（非カレンダー仕上げおよびカレンダー仕上げ）の特性は下の表１に示される。
【００８５】
【表１】

【００８６】
試料はＥｐｓｏｎ Ｓｔｙｌｕｓ（登録商標）Ｐｒｏ ＰｈｏｔｏｒｅａｌｉｓｔｉｃおよびＨｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ（登録商標）８２０Ｃインクジェットプリンターで、ＡＤＯＢＥ（登録商標）ソフトウェアにより創られたテストパターンを用いて印刷された。
【００８７】
試料の印刷光沢および印刷密度が、ついで測定された。印刷光沢はＧａｒｄｅｎｅｒ ６０度Ｍｉｃｒｏ−Ｇｌｏｓｓメーターを用いて測定された。Ｅｐｓｏｎ（登録商標）Ｓｔｙｌｕｓ Ｐｒｏ ＰｈｏｔｏｒｅａｌｉｓｔｉｃおよびＨｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ（登録商標）８２０Ｃを用いて印刷されたイメージの特性が表２Ａおよび２Ｂにそれぞれ示される。
【００８８】
【表２】

【００８９】
【表３】

【００９０】
これらの結果は、この例により製造された記録媒体は、光沢（低ＰＰＳなめらかさ）についての高い測定値、ならびに輝度および気孔率についての高い測定値に示されるように、優れた光学、物理的、そして構造特性を示したことを示す。さらに、これらの結果は、いくつかの代表的な色を用いるインク密度についての高い値、ならびに高いインク光沢値によって示されるように、このような記録媒体を用いて得られうる印刷イメージの優れた品質を示す。
例４
例３に記載されたＣＬＣ装置を用いて、セルロース紙基体の片側が例１により製造された組成物で被覆された。ただし、被覆用組成物の全固形分は２６．４ｗｔ％、ｐＨは４．５、添加ＨＥＣの量は３．０ｗｔ％であり、そしてバインダーに対する顔料の比は５：１であった。被覆は１分あたり３０００フィート（１分あたり９１４ｍ）の速度で実施され、そして試料は乾燥された（赤外）。被覆は３つの異なる被覆量で付着され、そして基体に付着された後に被覆はすぐに乾燥された。
【００９１】
各記録媒体についての平方ｍあたりのｇ（ｇ／ｍ² ）での乾燥質量が測定され、そして乾燥記録媒体（非カレンダー仕上げ）が分析された。光学および表面特性が、各記録媒体および未被覆基体について測定された。ＰＰＳ（Ｐａｒｋｅｒ Ｐｒｉｎｔ Ｓｕｒｆ）粗さおよび輝度が測定された。輝度はＴＡＰＰＩ輝度規格により測定された。光沢性は光沢計を用いてＪＩＳ Ｐ ８１４２により７５°鏡面光沢により測定された。
【００９２】
記録媒体はカレンダー仕上げされ、そして７５°鏡面光沢はカレンダー仕上げ媒体について測定された。結果は表３に示される。
【００９３】
【表４】

【００９４】
これらのデータは、本発明の被覆用組成物が高速度で優れた性能を示し、そしてそのような条件下で優れた光学および表面特性を有する光沢のある記録媒体を形成することを示す。これらのデータは、本発明の組成物が高速度の製造操作のもとで高品質の被覆を形成するのに望ましいレオロジー特性を有することを示す。
例５
例３に記載されたＣＬＣ装置を用いて、セルロース紙基体の片側が例１により製造された組成物で被覆された。ただし、被覆用組成物の全固形分は３３．３ｗｔ％、ｐＨは４．５、添加ＨＥＣの量は３．０ｗｔ％、そしてバインダーに対する顔料の比は５．１であった。被覆は３つの異なる被覆量で付着され、そして基体に付着された後に被覆はすぐに乾燥された。
【００９５】
各記録媒体についての平方ｍあたりのｇ（ｇ／ｍ² ）での乾燥質量が測定され、そして乾燥記録媒体（非カレンダー仕上げ）が分析された。光学および表面特性が、各記録媒体および未被覆基体について測定された。ＰＰＳ（Ｐａｒｋｅｒ Ｐｒｉｎｔ Ｓｕｒｆ）粗さおよび輝度が測定された。輝度はＴＡＰＰＩ輝度規格により測定された。光沢性は光沢計を用いてＪＩＳ Ｐ ８１４２により７５°鏡面光沢により測定された。
【００９６】
記録媒体はカレンダー仕上げされ、そして７５°鏡面光沢はカレンダー仕上げ媒体について測定された。その結果は表４に示される。
【００９７】
【表５】

【００９８】
これらのデータは、本発明の被覆用組成物が高速度で優れた性能を示し、そしてそのような条件下で優れた光学および表面特性を有する光沢のある記録媒体を形成することを示す。これらのデータは、本発明の組成物が高速度の製造操作のもとで高品質の被覆を形成するのに望ましいレオロジー特性を有することを示す。
例６
これらの例は本発明の記録媒体の液体吸収速度を示す。被覆用組成物は例１（バインダーに対する顔料の比７：１）により製造された。ただし、被覆用組成物は全固形分２９ｗｔ％、組成物のｐＨは４．５、そして添加されたＨＥＣ量は３．０ｗｔ％であった。記録媒体は例４に記載されるようにＣＬＣコーティング装置を用いてセルロース紙基体を被覆することにより製造された。ただし、付着された被覆質量はそれぞれ５．３ｇ／ｍ² 、８．０ｇ／ｍ² 、および１３．６ｇ／ｍ² であった。
【００９９】
接触角（蒸留水の小滴に対する）の変化が、各被覆質量の記録媒体について時間とともに測定された。その結果がプロットされ、図４に図示される。
【０１００】
図４に示されるように、各試料は最初の数分間にわたって鋭い初期減少を示したが、これは被覆質量の範囲についての良好な液体吸収速度を示す。
【０１０１】
特許、特許出願、および刊行物を含む、ここで引用されたすべての文献は、ここで参照することにより全部を組入れられる。
【０１０２】
本発明は好適な態様について強調して説明されたが、好適な態様の変更が使用されうること、そして本発明は具体的にここで説明された以外の異なる方法で実施されうることは、当業者に自明であろう。したがって、本発明は請求項に規定される発明の精神および範囲内に含まれるすべての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の記録媒体において使用されるフュームドアルミナの電子顕微鏡写真を示す。
【図２】 本発明の被覆用組成物および記録媒体を製造するのに有用なアルミナ分散体のレオグラムを示す。
【図３】 本発明の記録媒体を製造するのに有用な被覆用組成物の２つのレオグラム（ＡおよびＢ）を示す。
【図４】 本発明の記録媒体に付着された蒸留水の小滴について、時間とともに生じる接触角の変化を示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a recording medium containing alumina particles in a coating, a composition containing such particles, and a method for producing the same.
[0002]
Background of the Invention
Surface coatings are sometimes used on recording media to improve printing properties. For example, the coating may improve media appearance, ink absorption, and / or image smear resistance.
[0003]
Surface coatings can be divided into two general categories: glossy coatings and non-glossy (matte or dull) coatings.Glossy coatings are very desirable because they are very smooth and record It can give the image a great feeling of photographic quality, but in addition to excellent smoothness and gloss, it also has excellent printing properties on the media (eg good ink absorption, good dye fixing ability, good The challenge remains to provide a glossy medium that imparts water fastness and / or good image bleed resistance.
[0004]
Gloss and dye immobilization (ie, dye fixation) may be achieved by incorporating different types of polymer resins in the coating. For example, gelatin, polyvinyl alcohol, polyolefin resin, polyester resin, polyamide resin, and / or polycarbonate resin can be used to cause gloss, while cationic polymers (eg, polyvinyl pyrrolidone) can be used for surface immobilization of anionic dyes. Can be used to promote conversion. However, ink deposited on resin-coated recording media often has an undesirable tendency to dry, bleed and peel off relatively slowly. Some pigments, such as some treated kaolin clay or treated calcium carbonate, fix the dye, but often impair the overall absorbency and absorption rate.
[0005]
The use of metal oxide pigments such as silica or alumina can be advantageous in that they have good absorbency and can produce excellent coatings. Alumina is particularly advantageous in that the particles naturally have a cationic surface (ie a positive zeta potential). Since the vast majority of ink dyes are anionic in nature, the cationic surface of alumina imparts excellent dye immobilization properties to the resulting coating. In addition, alumina imparts good ink absorption, good water fastness and good image bleed resistance to the coating in addition to excellent gloss, smoothness and brightness.
[0006]
Despite the advantages, the use of alumina presents an important challenge in the recording media coating industry in that alumina is very difficult to process. Unlike silica, which is usually amorphous, alumina is crystalline and can exist in various crystalline phases, such as alpha, or transition phases, such as gamma, delta, and theta phases. In addition, long drying times are typically required in recording media coatings using low solids alumina dispersions, making the entire coating process expensive and inefficient. In addition, some forms of alumina require a relatively high binder ratio (a pigment to binder ratio of about 3: 1). The high binder requirements of alumina limit the ratio of alumina particles (to the binder) that can be achieved in the coating, otherwise desirable properties that can be imparted to the coating by the alumina particles (eg, drying time, dye immobilization, water brazing Degree, image quality, etc.). As such, the overall quality of the recording medium can be limited.
[0007]
The poor colloidal stability of alumina also severely limits the solids that can be obtained in the coating composition used to use the recording medium, thereby placing an upper limit on coater productivity. This is because dryer requirements can be excessive to properly dry the coating on the substrate. In commercial settings, such coating compositions are made from an initial alumina dispersion. The initial dispersions are often manufactured in separate facilities and shipped to the end user. Typically, the end user typically places the initial dispersion in a coating composition and attaches it to the substrate immediately after its manufacture.
[0008]
Because dispersions with relatively high alumina solids are relatively prone to gelation or separation (ie, solids settle out of the dispersion), low solids initial dispersions are used. Thus, the overall quality of the recording medium is limited by the low alumina solids (eg, porosity, dye solidification, image quality, etc.).
[0009]
Accordingly, there is a need for an improved recording medium that desirably includes low binder, alumina particles having high porosity, as well as coating compositions based on alumina, and methods for making such compositions and recording media. Still enter. The present invention provides such recording media, coating compositions, and methods for making them. These and other advantages of the invention, as well as additional features of the invention, will be apparent from the description of the invention provided herein.
[0010]
Brief summary of the invention
The present invention provides a recording medium comprising a substrate having a glossy coating thereon, the glossy coating containing a binder and alumina particles that are aggregates of primary particles. The recording medium coating of the present invention comprises alumina particles that are agglomerates of primary particles, preferably pyrogenic or fumed alumina.
[0011]
The present invention further provides a coating composition comprising alumina particles and a binder, wherein the alumina particles are agglomerates of primary particles and the solids content of alumina in the composition is at least about 20 wt%. .
[0012]
The present invention further provides a method for producing a coating composition. The method of the present invention for producing a coating composition provides a colloidal and stable dispersion comprising water and alumina particles, wherein the alumina particles are aggregates of primary particles, and the alumina in the dispersion. The solids content of the particles is greater than about 30 wt%; the binder is added to the colloidally stable dispersion and optionally diluted until the desired pigment to binder ratio and total solids are obtained; and optionally Includes adjusting the pH with a suitable acid or base.
[0013]
Furthermore, the present invention provides a method for manufacturing a recording medium. The method of the present invention for producing a recording medium comprises the steps of: preparing a substrate; coating the substrate with the coating composition of the present invention; and producing a coated substrate; optionally Calendering the coated substrate; and drying the coated substrate.
[0014]
The coating composition of the present invention rapidly dries when applied to a substrate to form a non-sticky glossy coating.
[0015]
Description of preferred embodiments
The present invention provides a recording medium comprising a substrate having thereon a glossy coating, the glossy substrate comprising alumina particles and a binder, wherein the alumina particles are agglomerates of primary particles.
[0016]
The recording medium of the present invention includes a substrate, which can be either transparent or opaque, and can be made of any suitable material. Examples of such materials are polymer resins (eg, poly (ethylene terephthalate)), diacetate resins, triacetate resins, acrylic resins, polycarbonate resins, polyvinyl chloride resins, polyimide resins, cellophane and celluloid films or Sheets, glass sheets, metal sheets, plastic sheets, paper (eg, cellulose paper, synthetic paper), coated paper (eg, resin-coated paper), pigment-containing opaque film, and foam film, but are not limited thereto. Polyester sheets and cellulose paper are preferred, and poly (ethylene terephthalate) sheets are preferred polyesters.
[0017]
The substrate used in the recording medium of the present invention has a glossy coating thereon and can be of any suitable thickness. In particular, the coating is preferably about 1 μm to about 50 μm thick, more preferably about 5 μm to about 40 μm thick, and most preferably about 10 μm to about 30 μm thick. The recording medium of the present invention provides excellent gloss and also has good ink absorption, dye immobilization, high speed liquid absorption, and overall liquid absorption capability. Furthermore, the recording medium of the present invention provides excellent image quality, especially when used in ink jet applications.
[0018]
In one embodiment of the present invention, the recording medium of the present invention comprises a substrate having more than one identical or different coating layer. However, at least one of the clothing layers includes alumina particles having the properties described herein. For example, the recording medium of the present invention may comprise a substrate coated with one or more ink sensitive layers (eg comprising anionic silica) and / or one or more resin layers (eg: glossy laminated surface layer). Even when the recording medium of the present invention includes such an additional coating layer, the glossy coating described above comprising the alumina particles described herein is sufficient for ink absorption, dye fixation for most printing applications. And was found to provide gloss.
[0019]
The recording medium coating of the present invention contains alumina particles that are aggregates of primary particles, and pyrolysis, ie fumed alumina, is preferred. Pyrolytic alumina particles are agglomerates of relatively small primary particles. Although the primary particles are not porous, the agglomerates contain significant void amounts and allow rapid liquid absorption. These void-containing agglomerates can allow the coating to retain significant liquid absorption capacity even when the agglomerates are honey-filled to minimize the amount of intra-particle voids in the coating.
[0020]
The size of the alumina particles that make up the coating affects the gloss of the coating. When the alumina particles used in the present invention contain aggregates of fused primary particles (that is, aggregated), the value of the diameter refers to the aggregate diameter. The particle size can be measured by any suitable method, such as a light scattering method (eg, using a Brookhaven 90 Plus Particulate Scanner, available from Brookhaven Instruments Corporation, Holtsville, NY).
[0021]
In order to maximize gloss, the average diameter of the alumina particles (ie, aggregates) is preferably less than about 1 μm. More preferably, the average diameter of the alumina particles is less than about 500 nm, even more preferably the average diameter of the alumina particles is less than about 400 nm, and most preferably the average diameter of the alumina particles is less than 300 nm.
[0022]
It is highly preferred that at least about 80% (eg, about 90%) or substantially all of the alumina particles have a diameter that is less than the average diameter described above. That is, preferably at least about 80% (eg, at least about 90%) or substantially all of the particles have a diameter of less than about 1 μm, and very much more preferably at least about 80% (eg, at least About 90%) or substantially all have a diameter less than about 500 nm, and even more preferably, at least about 80% (eg, at least about 90%) or all of the particles have a diameter less than 400 nm. And most preferably at least about 80% (eg, at least about 90%) or all of the particles have a diameter of less than about 300 nm.
[0023]
In certain preferred embodiments, the average diameter of the alumina particles is at least about 40 nm. (For example, the particles have an average particle size of about 40 nm to about 300 nm, more preferably about 100 nm to about 200 nm, even more preferably about 120 nm to about 190 nm, and most preferably about 140 nm to about 180 nm (eg, about 150 nm to about 170 nm). Have). In certain of these embodiments, at least about 80% (eg, at least 90%) or substantially all of the alumina particles have a diameter of at least about 100 nm (eg, from about 100 nm to about 200 nm, more preferably from about 120 nm to about 190 nm, And most preferably about 140 nm to about 180 nm (eg, about 150-170 nm)).
[0024]
In another embodiment of the invention, preferably the alumina particles have an average particle size of less than about 300 nm, more preferably less than 200 nm, even more preferably less than about 190 nm, and most preferably less than about 180 nm. In certain embodiments, at least about 80% (eg, at least about 90%) or substantially all of the alumina particles are less than about 300 nm, more preferably less than about 200 nm, even more preferably less than about 190 nm, and most Preferably it has a diameter of less than about 180 nm.
[0025]
The coating may contain alumina particles having an appropriate range of particle sizes, such as a relatively wide range or a relatively narrow range. The particles may be monodispersed. Monodispersed means that each particle has substantially the same diameter. For example, substantially all monodispersed 150 nm particles have a diameter in the range of about 140 nm to about 160 nm.
[0026]
With respect to the primary particles that make up these alumina aggregates, in embodiments of the invention where a glossy coating having a relatively high rate and capacity of liquid absorption is desired, the primary particles are less than about 100 nm ( Preferably, it has an average diameter (eg, from about 1 nm to about 100 nm). More preferably the primary particles are less than about 80 nm (eg, about 1 nm to about 80 nm), even more preferably less than about 50 nm (eg, about 1 nm to about 50 nm), and most preferably less than about 40 nm (eg, about 5 nm). Average particle size).
[0027]
In certain of these embodiments, it is preferred that at least 80% (eg, at least 90%) or substantially all of the primary particles have a diameter that is less than the above average diameter value. That is, preferably at least 80% (eg, at least 90%) or substantially all of the primary particles have a diameter less than about 100 nm (eg, about 1 nm to about 100 nm), more preferably the primary particles At least about 80% (eg, at least about 90%) or substantially all have a diameter less than 80 nm (eg, from about 1 nm to about 80 nm), and even more preferably at least 80% (eg, at least 90%) of the primary particles Or substantially all have a diameter of less than about 50 nm (eg, about 1 nm to about 50 nm), and most preferably at least about 80% (eg, at least about 90%) or substantially all of the primary particles It has a diameter of less than about 40 nm (eg, 5-40 nm).
[0028]
It is recognized that the surface area of the alumina particles of the recording medium of the present invention is mostly a function of the average diameter of the primary particles rather than the average diameter of the aggregates. The alumina particles of the recording medium of the present invention can have any suitable surface area. The recording medium of the present invention has an alumina particle of about 400 m.² The surface area of the alumina particles of the recording medium of the present invention is preferably about 200 m.² / G, more preferably about 150 m² / G smaller than In a particularly preferred embodiment, the alumina particles of the recording medium of the present invention are about 400 m.² / G (for example, about 15 to 300 m² / G, more preferably about 20 to 200 m² / G, more preferably about 30-80 m² / G, and most preferably about 40-60 m² / G) having a surface area.
[0029]
The gloss of the recording medium of the present invention can be measured using any suitable method. For example, the glossiness of the present invention is measured using a gloss photometer, for example, a VGS-1001, Hunter 75 ° photometer, Technidyne photometer (eg, Model T480A) manufactured by Nihon Densho Kogyosha, for example, JIS P 8142, Or according to the corresponding US standard, it can be measured for 75 ° specular gloss. Other suitable test methods can also be used to measure gloss, such as ASTM, TAPPI, etc. When TAPPI is used, TAPPI T480 is preferred. When ASTM is used, ASTM D1223 is preferred.
[0030]
The recording medium of the present invention preferably has a 75 ° specular gloss of at least about 15%. More preferably, the recording medium of the present invention has a gloss of at least about 25%, even more preferably at least about 35%, and even more preferably at least 45%. In some cases, the gloss is at least about 55%, and even at least about 65%.
[0031]
Desirably, the recording medium of the present invention is calendered to provide a more glossy coating. Preferably it has a 75 ° specular gloss of at least about 15%, more preferably at least about 25%, even more preferably at least about 35%, and even more preferably at least about 45%. In a preferred embodiment, the recording medium of the present invention has a 75 ° specular gloss of at least about 50% when calendered. In some cases, depending on the substrate, the coating composition, the nature of the coating composition, and the method of applying the coating to the substrate, the recording media of the present invention will have at least about 55 when calendered. %, And at least about 65% gloss.
[0032]
The recording medium coating of the invention has good dye fixing properties and water fastness. Organic dyes, such as those used in ink jet inks, have ionizable functional groups (eg, SO_Three H, COOH, PO_Three H₂ Etc.) to increase the water solubility of the dye. When their functional groups ionize in water (eg SO_Three ^-, COO^- , PO_Three ^2- Etc.), the dye is negatively charged. Since the alumina used in the glossy coating of the recording media of the present invention has a cationic surface, the alumina particles immobilize (i.e., absorb) dye molecules on the coating surface and improve the coating's ability to show. This is due to the strong electrostatic attraction of the dye to the alumina grains in the glossy coating of the recording medium of the present invention.
[0033]
Thus, even if the ink is rapidly absorbed into the coating by the pores of the alumina particles, the anionic dye molecules can be separated from the ink and immobilized on the coating surface. Thus, the recording medium coating of the present invention has excellent dye immobilization ability and promotes desirable qualities such as excellent image quality and high optical density.
[0034]
It is desirable that the alumina particles in the recording medium coating of the present invention have a high positive zeta potential. The net charge on the alumina particles of the recording medium of the present invention can be qualitatively determined by measuring the zeta potential of the dispersion (eg, using a Matec MBS 8000 or Brookhaven Zeta Plus apparatus). A negative zeta potential represents an effective negative charge, while a positive zeta potential represents an effective positive charge. The magnitude of the zeta potential is proportional to the magnitude of the charge.
[0035]
Dye adhesion to the surface of the recording medium can be quantified by measuring the optical density and water fastness of a test sample of the recording medium to which an aqueous inkjet ink containing an anionic dye has been applied. For example, about 90cm² About 12 g / m over the area of² A test sample having an ink coverage of 1 can be cut in half and tested in the following manner. One minute after ink deposition, one half was immersed in deionized water for 1 minute and then repeatedly immersed in water and pulled up to remove all dissolved ink from the sample. After drying, a densitometer (eg, MacBeth 512 densitometer) measures the image intensity at a number of locations (eg, 10 random locations) for each half test sample and averages the values for each half Can be used. The optical density of the recording medium is the average image density of half of the test sample that was not immersed in water. The water fastness is
[0036]
[Expression 1]

[0037]
Can be shown as
Where the average I.D. I. Is the average image intensity of each half of the test sample (ie half immersed in water and half not immersed in water). A water fastness of less than 1 when calculated in this way usually indicates a loss of ink from the coating.
[0038]
Alternatively, the water fastness can be evaluated by the retained optical density. For example, the test print immerses the sample in deionized water for 5 minutes with light agitation, drys the sample, and determines the color density of the dried immersed sample using an appropriate densitometer (eg, X-Rite® 938). It can be evaluated by comparing the color density with a non-immersed sample (as described above) by measuring with a Spectrodensitometer).
[0039]
The recording medium of the present invention exhibits excellent water fastness. For example, the recording medium of the present invention typically maintains an optical density of at least about 50% after being immersed in deionized water for 5 minutes with light agitation. Preferably, after being immersed in deionized water for 5 minutes with light agitation, the recording medium of the present invention is at least about 60% of the printed image, more preferably at least about 70% of the optical density, More preferably, at least about 80% of the optical density is retained, and most preferably, at least about 90% of the optical density (eg, about 95% or even 100% of the optical density) is retained.
[0040]
The recording medium of the present invention has a good liquid absorption speed and a good liquid absorption capacity. The liquid absorption rate is measured by any suitable method, for example by depositing a droplet of liquid (eg distilled water) on the coated surface and measuring the angular change of the droplet with respect to the surface over time (contact angle). sell. Preferably, when applied to the glossy coating of the recording medium of the present invention, the contact angle of distilled water decreases by at least about 5 ° over the first 5 minutes. More preferably, the contact angle drops by at least 7 ° in the first 5 minutes. Most preferably, the contact angle of distilled water drops by at least about 10 ° in the first 5 minutes when applied to the glossy coating of the recording medium of the present invention.
[0041]
The liquid absorption capacity of the recording medium coating of the present invention can be measured by any suitable method. For example, liquid absorption capacity can be achieved by contacting a liquid, such as water, or a 1: 1 solution of polyethylene glycol (eg, PEG 400) and water, with a predetermined area of the glossy coating of the recording medium of the present invention for 10 seconds at 22 ° C. The medium is then contacted with blotting paper to remove excess solution, the mass of the solution absorbed by the glossy coating is measured, and g / m² Can be measured by displaying its mass.
[0042]
Alternatively, the liquid absorption capacity of the coating can be measured as a function of porosity. The porosity can be measured by any suitable method, for example by measuring the total penetration of liquid (eg mercury) into a glossy coating attached to a non-porous substrate (eg polyethylene). The total amount of liquid penetration (and thus porosity) for a particular coating can be a function of variations that affect the structure of the coating, eg, binder type, pigment to binder ratio, pigment particle size, calendar finish, etc. Be recognized. Preferably, the porosity is determined by measuring the total mercury penetration. In this regard, the glossy coating of the recording medium of the present invention is preferably at least about 0.3 mL / g, more preferably at least about 0.5 mL / g, even more when the substrate is non-porous. Preferably, it has a total mercury penetration of at least about 0.8 mL / g, most preferably about 1 mL / g or more.
[0043]
The properties of the recording medium of the present invention promote high image quality when used in the vast majority of printing applications. Any suitable printing method can be used to deposit the image on the recording medium of the present invention. Such printing methods include, but are not limited to, gravure, letterpress, collotype, lithographic (e.g., offset lithographic), ink jet, and printing with a hand held tool (e.g., pen). Printing is preferred.
[0044]
Any suitable binder can be used to coat the recording medium of the present invention. Suitable binders include polyvinyl alcohol (PVOH), polyvinyl acetate, polyvinyl acetal, polyvinyl pyrrolidone, oxidized starch, etherified starch, cellulose derivatives (eg, carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose, etc.), casein, gelatin, soy protein Silyl-modified polyvinyl alcohol, conjugated diene copolymer latex (eg, maleic anhydride resin, styrene-butadiene copolymer, methyl methacrylate-butadiene copolymer, etc.), acrylic polymer latex (eg, acrylate and methacrylate polymers and copolymers, acrylic Acid and methacrylic acid polymers and copolymers), vinyl polymer latex (eg ethylene) Vinyl acetate copolymer), functional group-modified polymer latex obtained by modifying the above-mentioned various polymers with a monomer containing a functional group (for example, carboxyl group), thermoplastic resin (for example, melamine resin, urea resin, etc.) Including, but not limited to, aqueous binders, synthetic resin binders such as polymethylmethacrylate, polyurethane resins, polyester resins (eg, unsaturated polyester resins), amide resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymers, polyvinyl butyral, and alkyd resins. Although not, polyvinyl alcohol is most preferred.
[0045]
The alumina particles in the coating of the recording medium of the present invention require a low binder. Thus, a relatively high pigment to binder can be used in the coating of the recording medium of the present invention. A high pigment to binder ratio is advantageous in that relatively many alumina particles per unit volume can be present in the recording medium coating of the present invention, improving its properties (eg, gloss and porosity). Preferably, the pigment to binder ratio of the recording medium coating of the present invention is at least about 2: 1 by weight. More preferably, the pigment ratio of the recording medium coating of the present invention to the binder is at least about 5: 1 by weight, even more preferably at least about 7: 1 by weight, and most preferably at least about 8: by weight. 1. In some embodiments, the pigment to binder ratio of the recording media coating of the present invention is at least about 9: 1 by weight (eg, at least about 10: 1 by weight).
[0046]
The total amount of binder (ie, dry binder) can be any suitable amount, but is preferably from about 1 wt% to about 50 wt% of the composition (ie, dry binder and bound particles). More preferably, the total amount of binder is from about 1 wt% to about 40 wt% of the composition, more preferably from about 1 wt% to about 30 wt%, more preferably from about 3 wt% to about 25 wt%, even more preferably from about 5 wt% to About 15 wt%, and most preferably about 5 wt% to about 10 wt% (eg, about 9 wt%).
[0047]
When PVOH is used as a binder, the total amount of PVOH is from about 1 wt% to about 50 wt% of the composition, more preferably from about 1 wt% to about 40 wt%, still more preferably from about 1 wt% to about 30 wt%, more preferably Is from about 3 wt% to about 25 wt%, even more preferably from about 5 wt% to about 15 wt%, and most preferably from about 5 wt% to about 10 wt% (eg, about 9 wt%).
[0048]
In certain embodiments of the present invention, the glossy coating of the recording media of the present invention includes, in addition to the alumina particles, one or more pigments such as calcium carbonate, clay, aluminum silicate, urea-formaldehyde filler, and the like. Other suitable pigments are silica (eg, colloidal silica, precipitated silica, silica gel, pyrogenic silica, or cationically modified analogs thereof), alumina (eg, alumina sol, colloidal alumina, cationic aluminum oxide, or hydration thereof) , Pseudo boehmite, boehmite, Al (OH)_Three Etc.), magnesium silicate, magnesium carbonate, kaolin, talc, calcium sulfate, barium sulfate, titanium dioxide, zinc dioxide, zinc sulfide, zinc carbonate, satin white, diatomaceous earth, calcium silicate, aluminum hydroxide, lithopone, zeolite, Hydrated halloysite, magnesium hydroxide, polyolefins (eg, polystyrene, polyethylene, polypropylene, etc.), plastics (eg, acrylic), urea resin, and melamine resin.
[0049]
The glossy coating of the recording medium of the present invention comprises a surfactant (eg, a cationic surfactant, a long chain alkyl benzene sulfonate salt, a long chain, preferably a branched chain, an anionic surfactant such as an alkyl sulfosuccinate ester, a long Nonionic surfactants such as polyalkylene oxide ethers of chain, preferably branched chain alkyl group-containing phenols, and polyalkylene oxide ethers of long chain alkyl alcohols, silane coupling agents (eg, γ-aminopropyltriethoxy) Silane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, etc.), curing agents (for example, active halogen compounds, vinyl sulfone compounds, aziridine compounds, epoxy compounds, acryloyl compounds, isocyanate compounds, etc.), pigment dispersants, Thickeners (for example, Carboxymethyl cellulose (CMC)), fluidity improver, antifoaming agent (for example, octyl alcohol, defoaming agent based on silicone, etc.), antifoaming agent, releasing agents, foaming agent, penetrating agent, coloring dye, Color pigments, brighteners (eg, fluorescent brighteners), preservatives (eg, P-hydroxybenzoate ester compounds, benzisothiazolone compounds, isothiazolone compounds), antifungal agents, anti-yellowing agents (eg, hydroxymethanesulfone) Acid sodium, sodium P-toluenesulfinate, etc.), UV absorber (for example, benzotriazole compound having a hydroxy-dialkylphenyl group at the 2-position), antioxidant (for example, sterically hindered phenol compound), antistatic agent, pH Regulators (eg sodium hydroxide) , Sodium carbonate, sulfuric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, citric acid, etc.), water resistance agents, wet strength agents, and dry strength agents.
[0050]
Further, the present invention provides a coating composition comprising alumina particles and a binder, the alumina particles are agglomerates of primary particles, and the alumina solids in the coating composition is greater than about 10 wt%.
[0051]
Any suitable alumina particles can be used in the coating composition of the present invention. Suitable alumina particles include the alumina particles described herein with respect to the recording media coating of the present invention. The alumina particles used in the coating composition of the present invention may have any suitable diameter and surface area. Suitable particle sizes and surface areas of the particles include those described herein for coating the recording media of the present invention.
[0052]
Any suitable binder may be used in the coating composition of the present invention, including those described herein for coating the recording media of the present invention. Similarly, any suitable pigment to binder ratio can be used in the coating composition of the present invention. Preferably the ratio of pigment to binder is at least 2: 1 by weight. More preferably, the ratio of pigment to binder of the coating composition of the present invention is at least about 5: 1 by weight, more preferably at least about 7: 1 by weight, and most preferably at least about 8: by weight. 1. In some embodiments, the ratio of pigment to binder of the coating composition of the present invention is at least about 9: 1 by weight (eg, at least about 10: 1 by weight).
[0053]
The coating composition of the present invention usually contains a suitable carrier. The carrier can be any suitable fluid or combination of fluids (eg, solvents), mixed with the first and second groups of particles, and other additives (eg, one or more binders); It is attached to the substrate. Suitable carriers have a relatively high vapor pressure to accelerate drying of the coating after deposition, and suitable examples include, but are not limited to, organic solvents (eg, methanol) and water. Most preferred.
[0054]
In certain embodiments, the coating composition of the present invention includes one or more pigments in addition to alumina, including those described herein for coating the recording media of the present invention. Furthermore, the coating composition of the present invention comprises one or more other additives such as surfactants, silane coupling agents, curing agents, pigment dispersants, thickeners, fluidity improvers, antifoaming agents, Anti-foaming agent, release agent, foaming agent, penetrating agent, coloring dye, coloring pigment, whitening agent, antifungal agent, anti-yellowing agent, UV absorber, antioxidant, water resistant agent, wet strengthening agent, and dry strengthening Agents can be included, including those described herein for coating the recording media of the present invention.
[0055]
The present invention further provides a method for producing a coating composition. Here's how:
Providing a colloidal and stable dispersion comprising water and alumina particles, wherein the alumina particles are agglomerates of primary particles, and the solids content of the alumina particles in the dispersion is greater than about 20 wt%;
Adding the binder to a colloidally stable dispersion and optionally diluting until the desired pigment to binder ratio and total solids are obtained; and
Optionally, adjusting the pH with a suitable acid or base.
[0056]
Any suitable alumina particles can be used in the method of the present invention for producing a coating composition. Suitable alumina particles include the alumina particles described herein for coating the recording media of the present invention. The alumina particles used in the method of the present invention for producing the coating composition can have any suitable diameter and surface area. Suitable particle sizes and surface areas of the particles include those described herein for coating the recording media of the present invention.
[0057]
Any suitable binder can be used in the method of the present invention to produce a coating composition, including those described herein for coating the recording media of the present invention. Similarly, any suitable pigment to binder ratio can be used to produce a coating composition according to the method of the present invention. Suitable pigment to binder ratios include those described herein for coating the recording media of the present invention.
[0058]
Any suitable carrier may be used in the process for producing the coating composition of the present invention. A carrier can be present in the dispersion or can be added to the dispersion to produce the final coating composition. Suitable carriers include those described herein for the recording medium coating of the recording medium of the present invention, with water being most preferred.
[0059]
By the method of the present invention for producing a coating composition, one or more pigments can be added to the dispersion in addition to the alumina particles, including those described herein for coating the recording media of the present invention. One or more other additives may also be added, including those described herein for coating the recording media of the present invention.
[0060]
The colloidally stable dispersion (ie, the initial dispersion) used to produce the coating composition according to the present invention has a high solids content (ie, greater than about 20 wt% alumina solids) and the colloid And stable. The high alumina solid content of the initial dispersion is such that a relatively high solid content of the coating composition can be achieved (eg, at least about 20 wt% total solids taking into account binders and other additives). Very advantageous. As a result, the drying time in the coating operation is significantly reduced, making the entire process low cost and more efficient. The initial dispersion can be made by any suitable method, but is preferably made by the method described in US Pat. No. 5,527,423.
[0061]
Preferably, the initial dispersion has an alumina solids content of at least about 25 wt%, more preferably at least about 30 wt%, even more preferably at least about 35 wt%, even more preferably at least about 40 wt%, and most preferably At least about 50 wt%. In some embodiments, the colloidally stable dispersion has an alumina solids content of about 25-50 wt%, or 30-50 wt%, more preferably about 30-50 wt%, most preferably about 40-50 wt%. .
[0062]
The alumina particles in the initial dispersion used in the method of the present invention can have any suitable positive zeta potential. Desirably, the positive zeta potential is high enough to promote colloidal stability in the initial dispersion. Preferably, the zeta potential of the alumina particles in the initial dispersion is at least about +20 mV. More preferably, the zeta potential of the alumina particles in the initial dispersion is at least about +30 mV. Most preferably, the zeta potential of the alumina particles in the initial dispersion is at least about +40 mV.
[0063]
The initial dispersion can have any suitable pH. Preferably the pH of the initial dispersion is about 3-5, more preferably about 3.5-4.5, but most preferably about 4-4.5. The initial dispersion has a range of specific gravity values, but preferably the initial dispersion has a specific gravity in the range of about 1-2 kg / L.
[0064]
The initial dispersion used to make the coating composition of the present invention has excellent rheological properties, making the dispersion and the coating composition obtained therefrom amenable to large scale coating operations. For example, the initial dispersion exhibits a low viscosity at a high shear rate as measured, for example, with a Hercules® high shear viscometer in a 4400 RPM, FF Bob measurement configuration. Preferably, with an alumina solids content of about 40 wt%, the initial dispersion has an apparent viscosity of less than about 20 cp at a high shear rate (eg, as measured by a Hercules® high shear viscometer at 4400 RPM, FF Bob measurement configuration). Have. More preferably, the initial dispersion (at about 40 wt% alumina solids) has an apparent viscosity of less than about 15 cp as measured by a Hercules® high shear viscometer in a 4400 RPM, FF Bob measurement configuration. Most preferably, the initial dispersion (alumina solids about 40 wt%) has an apparent viscosity of less than about 10 cp as measured by a Hercules® high shear viscometer in a 4400 RPM, FF Bob measurement configuration.
[0065]
The initial dispersion used to produce the coating composition of the present invention exhibits a low viscosity at low shear rate as measured, for example, with a Brookfield Model RV viscometer, spindle # 1, 60 RPM, after about 30 seconds. . Preferably, the initial dispersion (at about 40 wt% alumina solids) has an apparent viscosity of less than about 100 cp at low shear rates (eg, Brookfield Model RV viscometer, spindle # 1, 60 RPM, measured after about 30 seconds). Have More preferably, the initial dispersion (at about 40 wt% alumina solids) has an apparent viscosity of less than about 80 cp as measured with a Brookfield Model RV viscometer, spindle # 1, 60 RPM, after about 30 seconds. Most preferably, the initial dispersion (at about 40 wt% alumina solids) has an apparent viscosity of less than about 50 cp, measured at 60 RPM for about 30 seconds on a Brookfield Model RV viscometer, spindle # 1.
[0066]
The initial dispersion used to make the coating composition of the present invention can be very high alumina solids (eg, 30-50 wt% alumina solids) and still have long-term colloidal stability (eg, 1 year). The coating composition produced from the initial dispersion by the process of the present invention has significantly lower binder requirements and greater runnability than conventional alumina coating compositions. Furthermore, when applied to a substrate as a coating, the coating composition prepared from the initial dispersion according to the present invention requires significantly less drying time than conventional coatings. The coating of the recording medium thus produced has high porosity, dye fixing ability and water fastness and gives excellent image quality.
[0067]
Furthermore, the present invention provides a method for manufacturing a recording medium. The method of the present invention for producing a recording medium includes:
Providing a substrate;
Coating a substrate with the coating composition of the present invention to produce a coated substrate;
Optionally calendering the coated substrate; and
Drying the coated substrate.
[0068]
As mentioned above, the coating composition of the present invention provides a fast drying time and rapidly dries to form a non-tacky glossy coating. The coating composition can be applied using any suitable method or combination of methods. Suitable methods are roll coating, blade coating, air knife coating, rod coating, bar coating, cast coating, gate roll coating, wire bar coating, short-dwell coating, slide hopper coating, curtain coating, flexo coating, gravure coating, top (Komma) coating, on- or off-machine size press coating, and die coating, including but not limited to, fast and inexpensive methods such as rod coating and air knife coating are preferred.
[0069]
The coated substrate can be dried using any suitable method. Suitable drying methods include air or convection drying (eg, linear tunnel drying, arch drying, air loop drying, sine curve air float drying, etc.), contact or induction drying, and radiant energy drying (eg, infrared drying and micro drying). Wave drying), but is not limited thereto.
[0070]
Many physical properties of glossy coatings made with the coating composition of the present invention can be reasonably optimized by varying the relative amount of particles from each group contained therein. Materials other than alumina particles (eg, binders, thickeners, etc.) can be varied to alter or optimize the physical properties of the coating composition of the present invention.
[0071]
The main characteristics of the method of the present invention for producing the recording medium are as described above with respect to the recording medium and the coating composition of the present invention. For example, suitable substrates, coating methods, coating compositions (eg, solids, binder content, apparent density, additives, etc.), alumina particle properties (ie, material, diameter, surface area, etc.), coating properties (ie, Thickness, number and composition of coating layers, gloss, speed and ability of liquid absorption, packing density, adhesion, etc.) are as described hereinabove for the recording media and coating compositions of the present invention.
[0072]
The following examples further illustrate the invention but should not be construed to limit its scope.
Example 1
This example illustrates the preparation of the coating composition of the present invention. An initial dispersion of fumed alumina was made according to US Pat. No. 5,527,423. Fumed alumina is about 55m² / G surface area. Fumed alumina has a crystallinity greater than 95%, of which about 70% is theta phase, about 20% is the delta phase, and about 10% is the gamma phase, with the alpha phase portion below the detection limit. .
[0073]
The dispersion had an alumina solid content of 40.0 wt%, a pH of 4 to 4.4, and a specific gravity of 1.4 kg / L. The viscosity of the final dispersion was less than 50 cp when measured after 60 seconds at 60 RPM using a Brookfield Model LV viscometer, spindle # 1. The average diameter of the alumina particles of the final dispersion was 154 nm as measured on a Brookhaven 90 Plus Particle Scanner (Brookhaven Instruments Corporation, Holtsville, NY). An electron micrograph of the alumina particles in the final dispersion is shown in FIG.
[0074]
The initial dispersion had excellent rheological properties. The apparent viscosity of the initial dispersion was 8.8 cp (centipoise) as measured with a Hercules® high shear viscometer in the 4400 RPM, FF Bob measurement configuration. The initial dispersion rheogram obtained with a Hercules® high shear viscometer in the 0-4400 RPM, FF Bob measurement configuration is shown in FIG.
[0075]
The zeta potential of the particles in the dispersion was +40 mV. The dispersion was colloidal and stable with no appreciable increase in viscosity or gelation after 1 year at storage temperatures in the range of 40-110 ° F (4-43 ° C).
[0076]
The coating composition adds sufficient polyvinyl alcohol binder (PVOH) to the initial dispersion to give a pigment to binder ratio of 7: 1, HEC (1.55 wt%), and total solids (including binder). Prepared by diluting to 24.28 wt%. The final pH was 4.20. The coating composition had excellent rheological properties. The viscosity of the composition was 888 cp as measured after 30 seconds at 100 RPM using a Brookfield Model RV viscometer, spindle # 5. The apparent viscosity of the composition was 24.1 cp when measured in a 4400 RPM, FF Bob measurement configuration with a Hercules® high shear viscometer. The rheogram of the coating composition obtained on a Hercules® high shear viscometer with 0-4400 RPM, FF Bob measurement configuration is shown in FIG. 3 (curve B).
[0077]
The coating composition formed an excellent coating with a very low 7: 1 ratio of pigment to binder. The coating composition produced in this example had significantly lower binder requirements than conventional alumina coating compositions, which usually use a 3: 1 ratio to binder.
Example 2
This example illustrates a coating composition made from the initial dispersion made in Example 1. The coating composition adds sufficient polyvinyl alcohol binder (PVOH) to the dispersion prepared in Example 1 to give a pigment to binder ratio of 7: 1 and total solids (including binder) 22.27 wt. Prepared by diluting to%. The pH was adjusted to about 7.97 with ammonium hydroxide.
[0078]
The coating composition had excellent rheological properties. The viscosity of the composition was 2076 cp as measured after 30 seconds at 100 RPM using a Brookfield Model RV viscometer, spindle # 5. The apparent viscosity of the composition was 14.0 cp when measured in a 4400 RPM, FF Bob measurement configuration with a Hercules® high shear viscometer. The rheogram of the coating composition obtained on a Hercules® high shear viscometer with 0-4400 RPM, FF Bob measurement configuration is shown in FIG. 3 (curve A).
[0079]
The coating composition formed an excellent coating with a low pigment to binder ratio of 7: 1. The coating composition produced in this example had low binder requirements.
Example 3
This example illustrates the production of the recording medium of the present invention. An uncoated paper base paper was coated with the coating composition of Example 1. However, the coating composition had a total solids content of 26.3 wt%, no HEC added, the pH of the coating composition was 4.45, and the pigment to binder ratio was 4: 1. The coating was carried out at high speed in a CLC (Cylinder Laboratory Coater) blade coating apparatus. CLC simulates the conditions that are characteristic of commercial manufacturing. Implementation of specific coating conditions in CLC at high speeds shows how the coating composition is expected to be performed under high speed commercial manufacturing. The coating was performed using a flexible blade at a speed of 2000 feet per minute (610 m per minute) and the coating was dried (infrared). The coating dried quickly.
[0080]
G per square meter (g / m) for each recording medium (ie coated substrate)² ) Was measured and the dry recording medium (non-calendar finish) was analyzed. Optical and surface properties were measured for each recording medium and uncoated substrate.
[0081]
The sample was calendered at 60 ° C. on one side with 3 nips (nips), 6 pli (pound per linear inch) (1.25 kg / linear cm). Optical, surface and printing properties were measured on calendered samples and the results were compared to non-calendar finishes.
[0082]
The uncoated paper substrate had the following properties: basis weight: 77.5 g / m² PH: 6.6; Ash content: 8.31%; Caliper 3.62 / 1000 inch (91.9 μm); Brightness: 82.7%; Gloss: 6.4%; Smoothness: 3.93 μm Hercules® sizing test: 109 seconds; and PPS porosity: 2.77 mL / min. The recording medium obtained by coating the substrate according to this example has excellent luminance and porosity. The coating had an excellent appearance and excellent feel, did not crack or showed brittleness. Furthermore, the recording medium formed an excellent printed image.
[0083]
Luminance was measured using a Technologyyne® Brightness Meter TAPPI Procedure T 452 OM-92. The gloss was measured using a Hunter 75 ° gloss meter according to TAPPI standard method T 4800M-92. The surface smoothness and porosity of the sheet were measured using a Parker Print Surf (PPS) tester (TAPPI T555 PM-94). The liquid absorption rate of the paper was measured using a First 10 Angstrom Dynamic Contact Angle measuring device.
[0084]
The properties of the recording media (non-calendar finish and calendar finish) are shown in Table 1 below.
[0085]
[Table 1]

[0086]
Samples were printed on Epson Stylus® Pro Photorealistic and Hewlett Packard® 820C inkjet printers using test patterns created by ADOBE® software.
[0087]
The print gloss and print density of the samples were then measured. Print gloss was measured using a Gardener 60 degree Micro-Gloss meter. Properties of images printed using Epson® Stylus Pro Photorealistic and Hewlett Packard® 820C are shown in Tables 2A and 2B, respectively.
[0088]
[Table 2]

[0089]
[Table 3]

[0090]
These results show that the recording medium produced by this example has excellent optical, physical, as shown by high measurements for gloss (low PPS smoothness) and high measurements for brightness and porosity. , And show structural characteristics. In addition, these results show excellent print images that can be obtained using such recording media, as indicated by high values for ink density using several representative colors, as well as high ink gloss values. Show quality.
Example 4
Using the CLC apparatus described in Example 3, one side of a cellulose paper substrate was coated with the composition prepared according to Example 1. However, the total solids of the coating composition was 26.4 wt%, the pH was 4.5, the amount of added HEC was 3.0 wt%, and the pigment to binder ratio was 5: 1. The coating was performed at a speed of 3000 feet per minute (914 m per minute) and the sample was dried (infrared). The coating was deposited in three different coating amounts, and the coating was dried immediately after it was deposited on the substrate.
[0091]
G per square meter for each recording medium (g / m² ) Was measured and the dry recording medium (non-calendar finish) was analyzed. Optical and surface properties were measured for each recording medium and uncoated substrate. PPS (Parker Print Surf) roughness and brightness were measured. Luminance was measured according to the TAPPI luminance standard. The glossiness was measured by a 75 ° specular gloss according to JIS P 8142 using a gloss meter.
[0092]
The recording medium was calendered and 75 ° specular gloss was measured for the calendered medium. The results are shown in Table 3.
[0093]
[Table 4]

[0094]
These data show that the coating composition of the present invention exhibits excellent performance at high speeds and forms glossy recording media with excellent optical and surface properties under such conditions. These data indicate that the compositions of the present invention have desirable rheological properties to form high quality coatings under high speed manufacturing operations.
Example 5
Using the CLC apparatus described in Example 3, one side of a cellulose paper substrate was coated with the composition prepared according to Example 1. However, the total solid content of the coating composition was 33.3 wt%, the pH was 4.5, the amount of added HEC was 3.0 wt%, and the pigment to binder ratio was 5.1. The coating was deposited in three different coating amounts, and the coating was dried immediately after it was deposited on the substrate.
[0095]
G per square meter for each recording medium (g / m² ) Was measured and the dry recording medium (non-calendar finish) was analyzed. Optical and surface properties were measured for each recording medium and uncoated substrate. PPS (Parker Print Surf) roughness and brightness were measured. Luminance was measured according to the TAPPI luminance standard. The glossiness was measured by a 75 ° specular gloss according to JIS P 8142 using a gloss meter.
[0096]
The recording medium was calendered and 75 ° specular gloss was measured for the calendered medium. The results are shown in Table 4.
[0097]
[Table 5]

[0098]
These data show that the coating composition of the present invention exhibits excellent performance at high speeds and forms glossy recording media with excellent optical and surface properties under such conditions. These data indicate that the compositions of the present invention have desirable rheological properties to form high quality coatings under high speed manufacturing operations.
Example 6
These examples show the liquid absorption rate of the recording medium of the present invention. The coating composition was prepared according to Example 1 (7: 1 pigment to binder ratio). However, the coating composition had a total solid content of 29 wt%, the pH of the composition was 4.5, and the amount of HEC added was 3.0 wt%. The recording medium was produced by coating a cellulose paper substrate using a CLC coating apparatus as described in Example 4. However, the attached coating mass was 5.3 g / m, respectively.² 8.0 g / m² And 13.6 g / m² Met.
[0099]
The change in contact angle (relative to a drop of distilled water) was measured over time for each coated mass recording medium. The results are plotted and illustrated in FIG.
[0100]
As shown in FIG. 4, each sample showed a sharp initial decrease over the first few minutes, indicating a good liquid absorption rate for a range of coating mass.
[0101]
All documents cited herein, including patents, patent applications, and publications, are hereby incorporated by reference in their entirety.
[0102]
Although the present invention has been described with emphasis on preferred embodiments, it should be understood that modifications of the preferred embodiments may be used and that the invention may be practiced otherwise than as specifically described herein. It will be obvious to the contractor. Accordingly, this invention includes all modifications encompassed within the spirit and scope of the invention as defined by the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an electron micrograph of fumed alumina used in the recording medium of the present invention.
FIG. 2 shows a rheogram of an alumina dispersion useful for making the coating composition and recording medium of the present invention.
FIG. 3 shows two rheograms (A and B) of coating compositions useful for producing the recording media of the present invention.
FIG. 4 shows the change in contact angle over time for a drop of distilled water deposited on a recording medium of the present invention.

Claims (12)

光沢のある被覆をその上に有する基体からなる記録媒体であり、光沢のある被覆はフュームドアルミナ粒子およびバインダーを含み、（ａ）該フュームドアルミナ粒子は１次粒子の凝集体であり、（b）該凝集体は３０〜８０ｍ^２／ｇの表面積を有し、（c）該バインダーに対する該フュームドアルミナ粒子の比は質量で少なくとも５：１であり、そして（d）該光沢のある被覆は少なくとも１５％の７５°鏡面光沢、および少なくとも０．３ｍＬ／ｇの全水銀侵入量を有する、記録媒体。A recording medium comprising a substrate having a glossy coating thereon, the glossy coating comprising fumed alumina particles and a binder, wherein (a) the fumed alumina particles are aggregates of primary particles; b) agglomerates have a surface area of ^{3 0~80m 2 / g, (c} ) the ratio of the fumed alumina particles to said binder least five mass: 1, and (d) the gloss It is a certain coating at least 15% of the 75 ° specular gloss, and least also 0. A recording medium having a total mercury penetration of 3 mL / g. 前記基体がポリマーもしくはセルロース紙を含む、請求項１記載の記録媒体。  The recording medium according to claim 1, wherein the substrate comprises a polymer or cellulose paper. 前記基体がポリ（エチレンテレフタレート）を含む、請求項１もしくは２記載の記録媒体。  The recording medium according to claim 1, wherein the substrate contains poly (ethylene terephthalate). 前記凝集体が８０〜３００ｎｍの平均粒径を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録媒体。The recording medium according to claim 1, wherein the aggregate has an average particle diameter of 80 to 300 nm. 前記バインダーに対する顔料の比が質量で少なくとも７：１である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の記録媒体。The binder also the ratio of the pigment and less by mass with respect to 7: 1, the recording medium according to any one of claims 1-4. フュームドアルミナ粒子およびバインダーを含む被覆用組成物であり、（ａ）該フュームドアルミナ粒子は１次粒子の凝集体であり、（b）該凝集体は３０〜８０ｍ^２／ｇの表面積を有し、（c）該バインダーに対する該フュームドアルミナ粒子の比は質量で少なくとも５：１であり、そして（d）該組成物における該フュームドアルミナの固形分が少なくとも３０wt％である、被覆用組成物。A coating composition comprising fumed alumina particles and a binder; (a) the fumed alumina particles are aggregates of primary particles; and (b) the aggregates have a surface area of 30 to 80 m ² / g. a, (c) also the ratio of the fumed alumina particles to said binder is less by mass 5: 1, and (d) solids of the fumed alumina less in the composition and also 3 0 wt% A coating composition. 前記凝集体が８０〜３００ｎｍの平均粒径を有する、請求項６記載の被覆用組成物。The coating composition according to claim 6, wherein the aggregate has an average particle diameter of 80 to 300 nm. 前記バインダーに対する顔料の比が質量で少なくとも７：１である、請求項６もしくは７に記載の被覆用組成物。Wherein also the ratio of the pigment and reduce the mass to the binder 7: 1, the coating composition according to claim 6 or 7. 被覆用組成物を製造する方法であり、その方法は：
水およびフュームドアルミナ粒子を含むコロイド状で安定な分散体を用意すること、ここで該フュームドアルミナ粒子は１次粒子の凝集体であり、該凝集体は３０〜８０ｍ^２／ｇの表面積を有し、そして該分散体における該フュームドアルミナ粒子の固形分は３０wt％より大きい；
質量で少なくとも５：１のバインダーに対する該フュームドアルミナ粒子の比と全固形分が得られるまで、該コロイド状に安定な分散体にバインダーを添加し、そして任意に希釈すること；ならびに
任意には、適切な酸もしくは塩基でｐＨを調節すること、
を含む、方法。A method for producing a coating composition comprising:
Providing a colloidal stable dispersion comprising water and fumed alumina particles, wherein the fumed alumina particles are aggregates of primary particles, the surface area of the aggregates is 3 0~80m 2 / ^g And the solid content of the fumed alumina particles in the dispersion is greater than 30 wt%;
The least mass five: up ratio and total solids of the fumed alumina particles are obtained for one of the binder, that said colloidally added binder to a stable dispersion, and diluted to an arbitrary; and optionally Adjusting the pH with a suitable acid or base,
Including a method. 請求項９に記載の方法により製造される、被覆用組成物。  A coating composition produced by the method according to claim 9. 記録用媒体を製造する方法であり、その方法は：
基体を用意すること；
請求項６〜８のいずれか一項に記載の被覆用組成物で該基体を被覆し、被覆された基体を製造すること；
任意には該被覆された基体をカレンダー仕上げすること；ならびに
該被覆された基体を乾燥すること、
を含む、方法。A method of manufacturing a recording medium, the method being:
Providing a substrate;
Coating the substrate with a coating composition according to any one of claims 6 to 8 to produce a coated substrate;
Optionally calendering the coated substrate; and drying the coated substrate.
Including a method. 請求項１１に記載の方法により製造される、記録媒体。  A recording medium manufactured by the method according to claim 11.

Images